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把鎳鈦合金形狀記憶纖維加入“體型龐大”的婚紗或者演出服中，折疊后只需用電吹風(fēng)吹一下就會恢復(fù)原形；用聚氨酯類新材料制成的智能運動服、登山服，能在環(huán)境溫度較高時產(chǎn)生散熱和水汽通道；隨著“人工肌肉”纖維的應(yīng)用，未來可能還會出現(xiàn)更“聰明”的具有形狀記憶功能的服裝。

近日研究人員利用擠壓成型工藝制成一種形狀記憶材料，這種材料能在變形后恢復(fù)原來的形狀。南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師劉遵峰介紹，這是一種屬于智能材料的形狀記憶材料，其能夠“記住”第一次成型時的初始形狀，在適當(dāng)條件下它會呈現(xiàn)臨時形狀，但當(dāng)受到熱、光、電等外界刺激時，其又可以從臨時形狀回到初始形狀。形狀記憶材料展示出的自我感知、自我調(diào)節(jié)、自我適應(yīng)等一系列智能響應(yīng)特性，使得它們的發(fā)展速度不斷加快，在航空航天、生物醫(yī)學(xué)、汽車工業(yè)等多個領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。

近年來形狀記憶材料與紡織品也碰撞出科技感十足的“火花”，讓服裝變得有記憶、更“聰明”。

讓紡織品長“記性”的智能材料

20世紀(jì)80年代發(fā)展起一種應(yīng)用非常廣泛的新型形狀記憶材料——形狀記憶聚合物。這種材料可以作為功能性涂層覆蓋在紡織品上。當(dāng)外部環(huán)境以特定的方式和規(guī)律發(fā)生變化時，具有涂層的紡織物也會隨著變化周而復(fù)始地改變形狀。

目前在紡織服裝領(lǐng)域中應(yīng)用的形狀記憶聚合物主要是聚氨酯這種高分子化合物，其形狀記憶功能，可使紡織物的防水性、透氣性等隨體溫變化，從而達到調(diào)節(jié)體溫的作用。還可設(shè)置合適的觸發(fā)溫度，使聚氨酯紡織品褶皺時能恢復(fù)到初始的記憶形狀，從而達到抗皺的效果。

此外隨著科技的發(fā)展進步，近年來也有科學(xué)家利用“人工肌肉”技術(shù)，實現(xiàn)紡織品的“記憶”功能。

制備出蠶絲“人工肌肉”的劉遵峰介紹，“人工肌肉”并不像大眾想象的那樣是一種人工制造的生物肌肉，而是一種受到例如溫度、濕度、電流、壓力、光照等外部刺激后可以快速響應(yīng)，并產(chǎn)生可逆的膨脹、旋轉(zhuǎn)和伸縮等變化的柔性智能材料。制備“人工肌肉”的時候，可選用體積膨脹時會發(fā)生伸縮和旋轉(zhuǎn)的纖維紗線，如多壁碳納米管、納米線、石墨烯、尼龍、氨綸、蠶絲、棉線等纖維材料，通過在纖維中加入周期性的螺旋結(jié)構(gòu)，將材料的體積膨脹進行放大。用這種柔性智能材料編制的織物，可以在一定的條件下產(chǎn)生“記憶”。

形狀記憶材料令服裝功能更多

目前形狀記憶材料在服裝中應(yīng)用最廣泛的就是形狀記憶合金。比如鎳鈦合金最早被應(yīng)用于文胸內(nèi)，起托墊保形作用。即使在清洗穿戴過程中發(fā)生變形，也會被體溫“暖”回原形。

隨著技術(shù)的不斷進步，鎳鈦合金形狀記憶纖維越來越多地應(yīng)用于紡織服裝中。比較常見的是把鎳鈦合金形狀記憶纖維加入“體型龐大”的婚紗或者演出服中，這樣在運輸和儲存過程中便于折疊。在使用前，只需用電吹風(fēng)吹一下，就會立刻恢復(fù)“出廠設(shè)置”。

不過由于含有合金纖維，衣服不可避免地會帶著一些金屬特有的灰色調(diào)，這對需要布料的顏色、質(zhì)感豐富多樣的服裝行業(yè)來說，無疑是拖了后腿。而且由于原材料、加工技術(shù)等限制，合金纖維形狀記憶紡織物很難被大范圍推廣。

而具有形狀記憶功能的聚氨酯類新材料則可以很好地解決這些問題，以最常見的由PTT(聚對苯二甲酸丙二醇酯)高聚物制作的形狀記憶紡織品為例，它屬于力與體溫聯(lián)合刺激誘發(fā)形狀記憶功能的材料，靠體溫或者用手撫摸，就能“熨”平服裝。關(guān)鍵是這種材料易于紡絲加工，容易染色，耐氣候性和耐溶性好，因此更容易被應(yīng)用于紡織材料中。目前已開發(fā)的產(chǎn)品主要有毛精紡面料、針織面料、經(jīng)編面料、無縫內(nèi)衣、毛衫、地毯等，這些產(chǎn)品已逐步走向市場。而我國開發(fā)的PTT長絲系列也已達到較高水平，規(guī)格齊全、品種多樣。

未來可能會出現(xiàn)更“聰明”的具有形狀記憶功能的服裝?！坝尚Q絲‘人工肌肉’纖維制成的運動服在人體發(fā)熱出汗時，會自動縮短成短袖短褲，便于排熱排汗；在人身體干燥時，又會變成長袖長褲以實現(xiàn)保暖性。通過這樣的方式可以讓穿戴者獲得更好的體驗。”劉遵峰表示。