智能服装材料在智能军服领域的应用前景

李宁 孔庆平 韩卫敏 朱耿溪 王静

摘 要： 智能服装材料是指对环境条件或环境因素的刺激有感知并能做出响应，同时保留服装材料固有风格和服用性能的材料。本文在介绍智能服装材料分类的同时，结合部队军服材料的发展需求以及國内外军服材料的发展现状，提出未来智能军服材料的发展趋势。本文提出的新思路，对于智能军服材料的发展具有现实意义。

关键词：智能服装材料;形状记忆;防水透湿;纳米技术

1 智能服装材料的概念

“智能材料”是指模仿生命系统，同时具有感知和驱动双重功能的材料，即不仅能够感知外界环境或内部状态所发生的变化，而且能够通过材料自身的或外界的某种反馈机制，实时地将材料的一种或多种性质改变，做出所期望的某种响应的材料[1]。智能服装材料是指对环境条件或环境因素的刺激有感知并能做出响应，同时保留服装材料固有风格和服用性能的材料。

2 智能服装材料的分类

2.1 形状记忆材料

形状记忆材料是指热成型时（一次成型）能记忆外界赋予的原始形状，冷却后可任意形变并在更低的温度下将此形变固定下来（二次成型），当再次加热到某一临界温度（称为逆相变温度）时能可逆地回复原始形状的一种材料[2]。利用形状记忆材料直接制造或合成的形状记忆纤维，可以制造成特殊功能的服装。

2.2 防水透湿材料

防水透湿材料又称可呼吸织物，是集防水、透湿、防风和保暖性能于一体的服装材料。所谓防水透湿，就是要求织物在一定的水压下不被水（主要是雨水）润湿或渗透，但人体散发的汗液蒸气却能通过织物扩散或传导到外界，不在体表和织物之间积聚冷凝，主观感觉不到发闷的现象。

2.3 调温材料

调温材料是一种能够自动感知外界环境温度的变化而智能调节温度的高技术纤维材料。它以提高服装的舒适性为主要目的，可以吸收、储存、重新分配和放出热量，在环境温度低时，自动调高服内温度，在环境温度高时，自动调低服内温度，使服内温度处于较舒适的范围。

2.4 变色材料

变色材料是指在受到光、热、水分或辐射等外界刺激后，能够自动且可逆地改变颜色的材料，主要包括热敏变色材料和光敏变色材料等。

2.5 电子信息材料

电子信息材料是指将电子技术、信息技术等高新技术融入纺织服装产品的高科技材料。

3 未来智能军服材料的发展趋势

3.1 智能化是未来智能军服材料永恒的主题

所谓智能化是指服装的功能懂得身体语言，随人体与环境的变化而变化，也即该智能材料对能量、信息具有储备、传递和转化功能。如：美军通过对普通军服棉布进行特殊处理（采用聚乙烯乙二醇），使棉布遇热膨胀时会吸收热量，遇冷收缩时又会放出热量。日本通过对涤纶、锦纶纤维包覆“天气状况记忆聚合物”，使纤维分子间距在时发生改变，使军服达到温度微调的目的。

美国研制了一种在纺织品上附有一层不透水的薄膜，内装硫酸钠，当硫酸钠遇热时会液化储热，使体温下降。当硫酸钠遇冷时会固化放热，使体温上升。科学家在研究了北极熊熊毛的结构后，发现它与光导纤维的结构极其相似。这种结构特别有利于光的传输，它可最大限度地把光能汇集到表面上转化成热能，并通过皮下的血液将热能输送到全身。能吸光蓄热的含有碳化锆的“日光纤维”就是根据熊毛吸光蓄热的原理研制的，用这种纤维制作的太阳能服可以使“薄衣过冬”成为可能，也为极地探险提供了理想的服装[3]。

未来服装不仅具有透气功能，而且具有防水功能，如晴天纤维收缩干爽而透气，雨天纤维迅速膨胀而防水渗透，甚至可以成为水面救生服。

3.2 纳米技术是未来智能军服材料不衰的亮点

纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术。纳米技术的迅猛发展，为军事科技工作者研制纳米装备及纳米智能服装材料奠定了物质基础，也将成为未来智能军服材料不衰的亮点。如：在制作军服的特种纤维中大量掺入利用纳米技术制造的微型装置，即在特种纤维中植入微型发光粒子，从而可以感知周边环境的颜色并做出相应的调整，使军服变成与周围环境一致的隐蔽色。采用陶瓷粉末或钛元素为红外剂的远红外保暖服装材料，就是将纳米级的粉末粒子通过特殊工艺渗透到服装纤维中的技术。这种纳米化的服装材料可以产生大量的远红外线，既可以保暖又可以保健。

3.3 超常规化是未来智能军服材料的科技前沿

未来智能军服纤维的超细，军服材料的超薄、超保暖、超天然、超通透和吸湿性能等方面将会有突破性的进展，超常规化的智能军服材料将成为服装材料的科技前沿。如：防弹服除了采用复合材料（如轻质陶瓷纤维和玻璃钢）外，“蛛丝”纤维也将很快应用于智能防弹服的研制上。“ 蛛丝”纤维是目前强力最好的纤维，用“ 蛛丝”纤维做成的防弹服能够抗击连续冲击、抗碎裂扩散、防止子弹近距离直射。

活性炭纤维织物将取代通常使用的障碍泡沫、球状物或粒子，研制成新一代的防护生化和细菌武器的智能防护军服-化学及生物呼吸面罩。活性炭纤维织物是将织物用氯化物的化学品加以处理，再将其送进含有二氧化碳的炉中加热至600℃-800℃，使织物碳化并有活性，能吸收气味。

4 我国智能军服的研究任重道远

我国智能军服的研究未见报道，智能军服材料的研究也在探索和起步阶段，与发达国家，尤其与美国相比，仍然存在很大的差距。这种差距主要来自基础研究和应用技术研究方面。值得欣慰的是，在纳米科学和纳米技术研究领域，我国在世界范围内处于第二方阵，相信在未来世界智能军服和智能军服材料的研究领域内有中国一席之地。

5 结束语

未来智能军服将呈现出“ 通用化、智能化、科技化、超常规化”等综合特点。智能军服的不断发展与探索，必将引导未来服装产业革命，一个新兴产业—智能服装材料将在21世纪崛起。

参考文献

[1] 丁希凡.形状记忆材料在纺织服装中的应用[J].四川纺织科技，2004（01）：26-28.

[2] 东方龙，柯宝珠.智能温控纺织品的种类及应用[J].中国个体防护装备，2005（04）：36-38.

[3] 谭立平.智能军服材料与智能军服[J].棉纺织技术，2003（02）：9-12.

作者简介：李宁：（1982—），男，汉族，陕西咸阳，高级工程师，硕士，从事特种车辆生命保障技术（化工产品）研究。