智能材料在紡織上的應(yīng)用

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1、萬方數(shù)據(jù)智能材料在紡織上的應(yīng)用劉君杰1，趙曉娣2(1．東華大學(xué)紡織學(xué)院．上海200051；2．天津工業(yè)大學(xué)材料與化工學(xué)院，天津300160)摘要：介紹了智能材料的各種類型以及發(fā)展?fàn)顩r，并對其在紡織方面的應(yīng)用進(jìn)行了綜述探討，闡述了其廣闊的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：紡織品；應(yīng)用；進(jìn)展；智能材料中國分類號：TSI文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001-2044(2005)12—0025—04AppHcafionofsmartmaterialintextileLIUJun-jiel．ZHAOXj～di2(1．CollegeofTextile，DonghuaUnivers

2、ity，Shanghai200051，China)(2．CollegeofMaterialandChemicalEIlgineering，Ti蛐jingPolytechnicUniversity，Tianjin300160，China)Abstract：Thispapermai山introducesitsvarietyanddevelopmentstatusofsmartmaterialwithitsapplicationintextilediscussedanditsfiaureapplleafionprospectdescribedKeywor

3、ds：textile；application；adv—ment；sma^mater,s1989年，日本高木俊宜教授將信息科學(xué)融于材料構(gòu)性和功能，首先提出智能材料(InteHigentMaterials)概念。隨后，美國R．E．Neunham教授提出靈巧(Smart)材料概念，也稱為“機(jī)敏材料””1。他將機(jī)敏材料分為被動靈巧材料、主動靈巧材料和很靈巧材料(智能材料)三類。僅能響應(yīng)外界變化的材料稱為“被動靈巧材料”，即所謂單一功能材料或靜態(tài)功能材料；能識別變化，經(jīng)執(zhí)行路線能誘發(fā)反饋回路，而且響應(yīng)環(huán)境變化的材料稱為“主動靈巧材料”，即所謂機(jī)敏材料或雙功能

4、材料或動態(tài)功能材料；通過自身的感知，做出判斷，發(fā)出指令，并且執(zhí)行和完成相應(yīng)的行動，集傳感器功能、信息處理機(jī)功能和致動器功能于一體，能夠?qū)崿F(xiàn)自檢測、自診斷、自監(jiān)控、自校正、自修復(fù)及自適應(yīng)等功能的材料，稱為“很靈巧材料”，即“智能材料””。。智能材料的發(fā)展，為智能紡織品的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，智能紡織品把高技術(shù)傳感器或敏感元件與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料和功能材料結(jié)合在一起，可在現(xiàn)有纖維織物的改性、功能化、智能化基礎(chǔ)上進(jìn)行組合設(shè)計。如日本提出的干涉發(fā)色纖維和中國的結(jié)構(gòu)生色彩虹絲，模仿生物功能的自振動高分子凝膠，太陽光蓄熱保溫纖維，吸濕發(fā)熱素材，日本小松精練公司開發(fā)的保溫纖

5、維等。將這些單功能和多功能纖維組合一起，就可以設(shè)計出智能化織物或智能化系統(tǒng)服裝。1智能材料的特點與種類1．1被動智能材料被動智能材料(PassiveSmartMaterials)對外界條收稿日期：2005—03—28作者簡介：劉君杰(1977一)，男，河北東光人，東華大學(xué)紡織學(xué)院在讀博士研究生．主要從事功能性紡織材料研究。件和刺激僅能感知，如壓電材料、光導(dǎo)纖維、電流變體、磁流變體等，能感知外界刺激并有傳感作用，但無自動調(diào)節(jié)功能。1．1．1壓電材料壓電材料(PiezoelectricMaterials)是通過施加力或電場而產(chǎn)生壓電效應(yīng)的材料。壓電效應(yīng)

6、”o包括正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)。在材料上施加力，材料的某些表面會產(chǎn)生電壓的效應(yīng)，即正壓電效應(yīng)；與此過程相反，對材料的某些表面施加電場，產(chǎn)生幾何變形的現(xiàn)象被稱為逆壓電效應(yīng)。壓電智能材料包括壓電陶瓷、壓電聚合物、壓電薄膜及與其他材料復(fù)合在一起的智能復(fù)合材料(InteUigentComposites)等。其中最為人們所熟悉的壓電材料是PVDF(PolyvinylideneFluoride)，主要用于各種感應(yīng)器。1．1．2光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維(FiberOptic)是利用兩種介質(zhì)面上光的全反射原理制成的光導(dǎo)元件。通過分析光的傳輸特性(光強(qiáng)、位相等)可獲得光纖周

7、圍的力、溫度、位移、壓強(qiáng)密度、磁場、成分和X射線等參數(shù)的變化。光導(dǎo)纖維作為傳感器具有反應(yīng)靈敏、抗干擾能力強(qiáng)和耗能低等特點”1。目前大部分光纖為FuzedSilica材料，而高分子材料由于具有高孔徑及柔軟性將是今后的研究重點。人們使用光纖已制作成各種埋人式復(fù)合材料傳感器，用于結(jié)構(gòu)監(jiān)測和壽命預(yù)測以及在線評估等。1．1．3電流變體電流變體(ElectrorheologicalFluids，ERF)也叫電場致流變體，是由微米尺寸顆粒懸浮于絕緣體中形成的懸浮液”1。在外電場作用下，電流變體可在液態(tài)和固態(tài)之間作快速、可逆、可控的變化。即在外電場作用下，電流變體

8、在毫秒之內(nèi)發(fā)生顯著變化，內(nèi)部會出現(xiàn)一萬方數(shù)據(jù)I上海紡織科技SHANGHAITEXTILESCIENCE&TECHNOLOG