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未来高级纺织品的愿景
——从2020在线博览会看纺织业的进步与新机遇

2021-01-26

中国纤检 2021年1期
关键词:北极熊纱线纺织品

美国先进功能织物公司(AFFOA)首席执行官萨沙·斯托利亚罗夫博士(Dr. Sasha Stolyarov)在“高级功能纤维和织物的开发”论坛上指出,智能纺织电容式触摸传感器可作为许多应用中的接口平台,从智能汽车控制台到可穿戴设备接口,纺织电容器应用范围越来越广泛。因此,研究、开发和商业化条件已成为“重新点燃纺织业”的使命再次成为议论的重心。

由北极熊生热和集热引发的思路

斯托利亚罗夫认为,这一愿景是“改变纤维和织物的本质”,使纤维成为功能性纤维微系统,用于多种功能和多种市场,促使世界上最古老的行业凤凰涅槃,变身为全新行业的先决条件,因此它的变身需要更多的技能。

为了做到这一点,需要各行各业协同努力。同一行业和其他参与行业的协同努力起着关键作用,首先是将传统纤维、纱线和纺织品转变为本质上是全新的产品,这些产品是高度复杂、集成和网络化的系统。传统光纤是一种单一的材料,没有体系结构和单一的功能;功能光纤微系统可以是多材料的、多功能的,并且可以用设备体系结构创建。

这也需要一个新的供应链,可以长期依赖并具有快速反应能力的供应链。他说:“要做到这一点,需要一个完整的生态系统。”那么,你能做的一件事就是应对危机,这一努力的第三部分是“为将来激励、教育和培训学生和工人”,一支熟练的劳动力队伍将发挥重要作用。为此,德意志研究所专门设立了这样一个项目,即“北极熊亭”,它专门研究北极熊如何长期为体能生热和储存热量。这项研究成功地创造了一座具有类似北极熊聚热力的建筑。

从原型到产品的商业化之路

总部设在加拿大魁北克的CTT集团是一家专门从事技术纺织品的测试实验室和研发机构。负责人贾斯廷·迪肯斯以“智能纺织品:从实验室原型到商业产品”为主题,宣布智能纺织品正从实验室原型走到商业前台。

迪肯斯是CTT集团的研发总监。他依据市场预测,智能纺织品的世界市场到2024年将达到93亿美元,比2015年增长35%。在过去,体育应用引领了市场,但这已经改变了,医疗和健康产品现在占据了总份额的40%。迪肯斯解释说,使用的技术主要有三种:导电纺织品,如用于电力传输或加热;纺织传感器,用于生物监测和监测环境条件或体力活动;纺织执行器,如相变材料,形状记忆聚合物和能量采集器。

研发纺织品“智能”的方法各不相同,但基本都是在纺织品基板上使用导电油墨,或用纺织品本身作为导电纱线集成为导体。每种方法都有优缺点,这取决于最终产品的功能所需。

在任何情况下,生产智能产品的费用仍然是个挑战。其中80%的成本是劳动力,20%的成本来自材料,所以目标是如何降低劳动力成本。要在市场上取得成功,最好的方法是使用“市场回归”法。所谓的市场回归就是,无论你走多么遥远,都要回头看看市场的需求。这意味着业界看一下需求是什么,然后根据需求构建产品,这会产生更高的成功率。这是从原型到商业的必经之路。

一对一研发合作伙伴关系

德国德意志研究所(DITF)竞争中心纺织化学、环境、能源的负责人托马斯·斯特米尔(Thomas Stegmaier)则认为,“测试和标准对及时开发产品是不可或缺的”。斯特米尔为解决非同寻常的问题而相继开展了4个项目。第一个项目是通过将电容式纱线包裹在传统纱线上,构建一种更有效的传感纱线。这使织物及最终产品具有更大的灵活性。

该项目经测试,能解决建筑物中的湿度和模具控制问题。他说,这需要廉价的系统,而现有的绝缘条件是不可能的。他们确信,可开发一种湿度感官纺织品,可影响建筑物的湿度。

另一项目试图在人类工人和机器人之间建立更安全的合作关系。为此,他们开发了一种感官垫子,通过减缓甚至停止机器人的机械装置,防止机器人与工人发生事故。像地板上的压力传感器垫这样相对简单的东西仍然很难设计,因为在安全标准方面仍然存在困难。

德意志研究所对北极熊的研究最终落在其毛发上,即研究北极熊如何吸收光并将其转化为热能储存下来,北极熊唯一的热量在于它的眼睛、嘴和鼻子。他们因此模仿创建了“北极熊亭”,其外层为吸热层和内部有绝缘层,就像北极熊的有机体一样,它们成功地储存了热量并长期保存了下来。

德意志研究所还帮助一家纺织制造商开发了一种以荷叶为灵感的超疏水遮阳篷织物。此外,成功地再现了超储水表面的遮阳篷纺织品,其灵感来自大自然的荷叶。自洁功能是通过不同方式完成的。德国制造商斯密兹纺织公司(Schmitz Textiles)已证实,它具有纳米级自洁功能(Nano Clean),能保持自洁功能达5年之久。而另一家总部设在斯里兰卡的马斯公司(MAS)试图为泳装和活动服装创造一种新的面料。研发已经完成,目前正在申请国际专利。DITF发现,他们一对一的研究开发和帮助合作更能产生良好的效果。

由此可见,世界纺织业的愿景有待于更多的灵感,业界需要抓住新机遇研究和开发,而不是坐享其成。

(据美国高级纺织资源网https://advancedtextilessource.com/2020/11/09/envisioning-the-future-for-textiles/近期资料)

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