张唯诚

智能手机把我们从电脑桌前解放了出来，而智能服装将把电子产品从我们的口袋里掏出来，放到衣服上。

目前，一些智能服装已经进入市场，比如能用电线导热温暖手指的手套，以及拥有紫外线传感器的泳衣，能提醒人们避免过分日晒。但这还远远不够。下一代智能服装已经出现在实验室里，快来先睹为快吧！

时刻追随时尚

现有的大多数变色纺织品都是依赖环境照明或者人体自身的热量来达到变色效果的。现在，研究人员发明了一种可以通过点击手机屏幕来改变颜色的衣服，它将赋予时装“永不逊色”全新的含义。

这种服装已于2018年4月在美国凤凰城材料研究协会的春季会展上亮相。它由特殊的丝线织成，直径为几根头发丝粗细，中间有铜丝和套在铜丝上的聚合物套管。聚合物可以是聚酯、尼龙，也可以是其他材料，取决于布料所要求的柔软度和坚固度。聚合物套管上有一种颜料，可以根据温度变化变换颜色。穿戴者将Wi-Fi信号用智能手机发送到衣服上，控制衣服上的电池，使电流流入丝线中的铜丝，加热颜料，激活色彩“开关”，从而使面料的图案在条纹、格子和其他图案间变换。

从这项技术中获益最多的可能是时尚达人，但对其他人来说也有好处。比如，如果午餐时不小心把食物洒在了浅色的衬衫上，你可以把衣服调成深色，把污渍隐藏起来；当你在阳光下行走或在黑暗中骑行时，点一下应用程序，就可以把衣服变成浅色的或发亮的；不想洗衣服，第二天衣着照样光鲜。此外，制作这种服装的面料还可以用于箱包、汽车内饰、窗帘和家具等。

“健忘星人”的福音

研究人员发明了一种用含有银或铜屑的金属线织成的可存储密码的衣服。正常情况下，这种金属线中原子磁极的指向是随机的；当靠近磁铁时，线中所有原子的磁极便都指向北方或南方。利用这种变化，研究人员可以编码一些二进制数据，用一个磁力计就可以读取它们。

美国西雅图华盛顿大学的计算机科学家已经将磁代码写进了领带、腰带和腕带中。现在这项技术还处于初级阶段，单位面积上能储存的数据编码很少，研究人员正力图将更多的数据打包进更小的面板中。

一旦穿上储存了数据的衣服，你就可以简单地通过扫描你的衣袖进入办公室和公寓大楼。这对大家特别是那些健忘的人来说是一个福音。

精确管理动作

拥有一身能感应人体动作的衣服，能让你保持更好的坐姿，或者提醒你在打高尔夫球、弹钢琴时纠正不规范动作，是不是很好？

美国佛罗里达州立大学的工程师们制造出了超薄的运动传感器，可以嵌入肩带或鞋底等处。这种传感器的关键部分是一层叫作巴克纸的材料。工程师们将巴克纸连接到电路上，并通过测量纸上电阻的变化确定它的拉伸程度。这种传感器极为敏感，哪怕材料的变化仅为长度的0.005%也能显示出来。

对那些需要在短期内对运动进行微观管理的人来说，带有巴克纸传感器的衣服可以帮助他们进行准确的动作监控。

让生活变得闪亮

在2016年纽约大都会艺术博物馆的慈善舞会上，身着LED灯饰时装的女演员克莱尔·丹尼斯“闪亮”登场，令人印象深刻。现在，比LED更薄、更柔韧的新光源OLED已成为工程师的新宠。

韩国高级科学技术研究所的工程师们将OLED显示器织进了织物中。这种新型的基于织物的OLED显示器，每一个都只发出一种颜色的光，但织物组成的屏幕可通过许多可变色像素显示信息。这个团队还制作了OLED线，用于显示文字和图案。

科学家还设想了一种能进行光疗的OLED服装，专门用于治疗季节性情绪紊乱症。通常情况下，患有这种病的人需要坐在一种名为光疗盒的特殊光源前接受光照治疗，通过模拟室外阳光，达到平复不良情绪的目的。现在，OLED服装也有望提供光疗了。

从阳光和运动中获取能量

智能服装也有麻烦之处：在工作了一整天之后，你要将衣服脱下来为它充电。能不能设计一种能利用阳光和运动持续产生电能的可穿戴设备呢？

科学家已于2016年首次推出了能量收集织物。捕捉阳光的织物是用光伏电线编织而成的。当阳光照射一根电线时，光粒子把电子从原子中撞击出去，在一个材料层中留下带正电的空穴，另一个电子导电层得到那些流散的电子。这种电荷的分离产生了电压，进而可以产生电能，为设备供电。

这种织物的其他部分则将动能转化为电能。那里含有一种叫作PTFE的聚合物，贮存着电子。当它和铜线织在一起时，由于铜线会轻易地放弃电子，所以每当织物被折叠或压缩时，一些铜线的电子就会因摩擦而被吸附到PTFE上来。这个过程产生了静电荷，就像冬天人们梳理头发或者脱下毛衣时发生的情况一样。当织物展开时，带负电荷的PTFE与带正电荷的铜丝又发生分离，这样就产生了电压。这种材料可以缝在袖子里或者鞋底上，这样一来，手臂的摆动和双脚的运动就都能产出能量了，能量可以存储在衣服上的电容器或者电池中。

让人成为行走的发电机

如果衣服上装有热电发电机，那么身体散发的热量也可以转化成电能。

美国北卡罗来纳州立大学的研究人员使用了一种纽扣大小的发电机，它的主要部分是夹在两块陶瓷板之间的半导体棒。当发电机的一边比另一边热—比如一边靠近你的皮肤，另一边暴露在空气中—时，半导体棒热端的电子就会扩散到半导体棒的冷端，于是产生了一个微小的电压。将每根半导体棒的正极和负极连接起来，这些电压就会叠加在一起，就像把电池一节节地放进手电筒里一样。

研究人员将这些热电发电机嵌入了T恤。如果穿着者站起来、走路或者慢跑，身体温度的提升就会使发电机的一侧加热，风则会冷却发电机裸露的另一侧。在一项测试中发现，当佩戴者行走时，发电机每平方厘米可释放6微瓦的能量，而在慢跑过程中则能释放18微瓦。

这样的电能还远远不能成为智能手表或者手機的电源，但一两个平方厘米大小的热电发电机已能为低功率传感器，例如心脏监测器供电了。研究人员正在努力提高这种发电机的效能，以便将它们用于更加耗能的电子产品上。