智能面料：时尚和能源的未来

无需外部电源即可监控您的体温、跟踪您的活动或让您保持舒适。

想象一下，衣服可以监测您的体温、跟踪您的活动或让您保持舒适，无需外部电源。

嗯，由于科技和服装交叉领域发生的所有研究和开发，所有这一切以及更多正在迅速成为现实。

技术进步使我们的手机和家用电器变得更加智能，从而改变了我们的生活。现在，甚至我们的衣服也变得智能，释放出各种可能性，为令人兴奋和更可持续的未来铺平道路。

全球智能纺织品市场价值已达 41 亿美元，预计到 2032 年将增至 245 亿美元。有趣的是，根据 Markets and Markets 的数据，能量收集目前占据该市场的最大份额。

能量收集正在将环境能量转化为电能，为自主电子设备供电。这种能量可以从各种来源获取，包括机械能量和热能量。为了制造能量收集纺织品，通常将活性材料添加到纺织品的表面或编织或刺绣到其中。

这种智能织物有可能用作电池的替代品，因为电池仅包含有限的能量，因此需要充电或定期更换。在可穿戴纺织品应用中，电池往往是坚硬且笨重的物品，必须在清洗前将其移除，因此需要改进。

虽然仍处于相对早期阶段，但在技术进步、设计、消费者需求、小型化和政府政策等因素的推动下，该行业正在快速增长。

现在，让我们来看看该领域令人兴奋的创新以及我们所穿衣服的真正力量！

智能面料将体热转化为电能

滑铁卢大学的研究人员与江南大学纺织科学与工程的领先机构合作取得了一项令人兴奋的最新成果，他们创造了一种智能织物，可以将身体和阳光的热能转化为电力。

这种智能织物能够发电、观察健康指标并跟踪身体活动。这些传感器使织物能够检测温度变化并监控压力、应力和化学成分。

这种织物的一个有前途的应用是智能口罩，它可以跟踪你的呼吸温度和速率，并检测化学物质以帮助识别肺癌和病毒等疾病。滑铁卢可印刷电子材料实验室主任、化学工程系教授 Yuning Li 表示：

“我们开发了一种具有多功能传感能力和自供电潜力的织物材料，使我们更接近智能织物的实际应用。”

团队设计的织物是柔性的、基于 MXene 的热电织物，可以精确确定应变刺激和温度。为了实现这一目标，团队在尼龙织物的表面开发了一层粘合性聚多巴胺 (PDA)，这有助于通过氢键连接 MXene。

MXene 因其罕见的层状结构、柔韧性、大表面积、导电性和金属导电性、生物相容性、亲水性、尺寸可调性和丰富的表面化学性质等特性而受到广泛关注。研究指出：

“所得的基于 MXene 的热电织物具有出色的温度检测能力和循环稳定性，同时还具有出色的灵敏度、快速响应能力（60 毫秒）和卓越的应变传感耐用性（3200 次循环）。”

这种新颖的面料不仅比市场上其他面料更具成本效益、耐用且稳定，而且与当前需要频繁充电的可穿戴设备不同，这种面料无需外部电源即可运行。通过这种方式，该研究展示了将导电聚合物和 MXene 与现代织物技术相结合，以推动智能织物的发展的巨大潜力。

注意到技术领域取得的各种进步，包括人工智能，它正在迅速发展，为健康监测以及食品和药品的保存提供先进的信号处理，李认为所有这些进步都依赖于“全面的数据收集，而传统传感器——通常是麻烦的、昂贵的、难以操作的——是无法实现的。 Li 补充道，这使得嵌入智能织物中的印刷传感器成为连续数据收集和监控的理想选择。

虽然这种创新织物标志着在使这些应用变得可行方面取得了重大进展，但研究人员现在将专注于进一步提高织物的功能并将其与电子系统相结合。智能手机应用程序也可能是未来开发的一部分，用于跟踪织物中的数据并将其传输给医疗保健专业人员，以进行实时、非侵入性的健康监测。

未来的先锋面料

智能服装的进步在一段时间以来一直在迅速发生。 2016 年，亚特兰大佐治亚理工学院的研究人员创造了一种微电缆电力织物，可以从阳光和运动中收集能量。

为此，科学家们用细纤维太阳能电池和摩擦纳米发电机编织了线。由此产生的智能织物具有 320μm 厚的单层，可以集成到帐篷、窗帘和各种衣服中。根据研究，纺织品可以直接

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