近年来，智能交互纺织品成为世界纺织品行业的一大热门技术，该技术随着新型材料的性能发展而逐渐得到应用。国内受制于新材料成本以及相关配套技术不成熟等问题，对于该技术的介绍及应用方面的研究较少。本文从智能交互纺织品的概念及国内外应用现状出发，阐释了新材料技术对智能纺织品的影响，并对其未来的发展前景进行了展望。
智能交互纺织品的概念
在智能交互纺织品概念中，除了具备智能这一特性 之外，交互能力是其另一大显著特征。作为智能交互纺织品的技术前身，交互织物的技术发展也为智能交互纺织品做出了巨大贡献。智能交互纺织品的交互方式通常被分为被动交互和主动交互两种。
具备被动交互功能的智能纺织品通常只能感知外界环境的变化或刺激而无法做出有效回馈；具备主动交互功能的智能纺织品在感知外界环境变化的同时，能够及时对这些变化做出回应。
传统纺织品的交互往往是被动的，而智能交互纺织品是结合现有科技，基于传统织物功能进行的拓展延伸，能够在保留传统纺织产品的原有功能，例如保暖、美观、舒适性以及防护等基础上，通过加入导电纤维或其他功能纤维以及传感器来赋予纺织品更多主动的功能，从而实现织物的主动交互。因此，满足交互能力的织物并不一定智能，同样智能的织物并不一定能够同使用者进行优秀的交互。
智能交互纺织品的迅速发展离不开电子、纳米、仿生以及材料科学技术等诸多领域的进步。同时，智能纤维、织物及服装等产品随着这些领域的不断进步带来的更加人性化、实用化的产品，也成为了时尚产业的关注焦点。
20世纪七八十年代，日本科学家率先提出了“智能材料”的概念，这一概念的提出为智能织物的发展打下了基础，一定程度上可以认为其就是智能织物的前身。
智能交互纺织技术的研究
1、加州大学制造新型织物，可线上支付、监测健康
加州大学 Peter Tseng 教授团队就将先进的磁超材料集成到柔性纺织品中，创造出了一种能够在衣物和附近设备之间进行无电池通信的系统。
这种纺织品可以让穿戴者与附近的电子设备进行数字交互，比如只需要轻轻触碰或者划动衣袖就可以安全支付，还可以持续监测和传递人体的生命体征。
NFC 是一种在大多数智能手机中的射频识别技术。NFC 既可以用于向设备供电，也可以从设备收集数据。因此，这项技术有可能消除可穿戴传感器对电池的需求，使设备重量轻、寿命长、成本更低。
这种技术看似“完美”的背后，却存在一个致命的缺点，那就是通信范围过小，只能实现几厘米的短距离通信。
研究人员受当前低成本乙烯基服装生产的启发，在纺织品上集成了磁电感应网络。这种方法跳过了现代可穿戴设备柔性织物所需的复杂的缝纫技术以及昂贵的导线。而且磁超材料使得信号沿着轨道传播成为可能：
这些轨道由一个个具有人工周期的组成单元控制，每一个单元由一个电感器和开槽接地层组成，这些单元通过将它们固定到织物上而连接在一起，相邻的电感器重叠在一起，形成了一种叫做磁感应波导的结构。
当一个 NFC 阅读器靠近任何一个单元时，它能够激发该单元内的电压和电流，进而激发相邻单元，形成耦合效应。
研究人员利用这一效应创造出横穿身体、分裂成多个分支、跨越不同衣物之间缝隙的轨迹。他们把这项技术比喻为“铁路”，当它在一件衣服上交叉时，可以传输电力和信号。该系统不仅可以很容易地添加新的部分，还可以将不同的衣服搭配起来彼此“交谈”。
他们特别指出，穿在裤兜里的 NFC 阅读器可以为放置在胸部、腹部、膝盖和脚踝上的现成传感器供电。
2、复旦智能织物登上 Nature
显示屏是现代电子产品的基本组成部分之一。
正如复旦大学所说：从模糊到清晰，从单色到彩色，从笨重到轻薄……近几十年来，显示屏作为电子设备的重要输出端不断更新迭代，由最初的阴极射线管显示、液晶显示、有机发光二极管显示发展至现在的柔性薄膜显示，取得了长足进步。
显示屏在快速发展，科学家们新的脑洞也萌生了，他们要研究一种「智能织物」。
简单来讲就是，将显示器集成到纺织品中，实现可穿戴技术的终极形态。
目前已有不少科研团队开始在「智能织物」方面下功夫，研制出了实现通信、传感和供电等功能的可穿戴产品——然而，具有功能性、大面积显示功能的织物还未实现。原因就在于，要获得既耐用又易于在大面积内组装的小型照明单元，是一件很有挑战性的事情。
基于这一点，复旦大学联合国外大学研究团队设计出了一块长 6 米、宽 25 厘米的显示织物，它包含着 5 × 10^5 个（大约 50 万个）间距约 800 微米的电致发光单元（electroluminescent units）。通过编织导电纬线和发光经纱线纤维，在纬纱和经纱的接触点形成了微米级电致发光单元。
从横截面方向看，其中一根为涂覆有发光材料的导电纱线，另一根透明导电纤维通过编织与其经纬搭接。施加交流电压后，位于发光纤维上的高分子复合发光活性层在搭接点区域被电场激发，就形成一个个发光‘像素点’。”在电场的激发下，电极和发光层凭借物理搭接即可实现有效发光。
正是基于上述原理，织品才能像一块大面积显示屏一样穿上身。
论文显示，电致发光单元之间的亮度偏差小于 8%，即便是织品在被弯曲、拉伸或挤压时也能保持稳定——这种织物不仅可拉伸性、透气性和耐用性强，甚至经得起反复机洗。
数据显示：1000 次弯曲-拉伸-挤压循环测试后，绝大部分电致发光单元依然表现出良好性能；100 次清洗-干燥循环测试后，电致发光单元亮度保持稳定。
智能交互纺织品原料
1.金属纤维 —— 智能交互织物领域的首选
镀金属纤维是近年来备受瞩目的一种功能性纤维，其以特有的抗菌、抗静电和杀菌除臭等特性，现已在贴身服装、医疗、运动、家纺以及特殊服装领域得到了广泛的应用。
虽然具备某些物理性能的金属织物并不能称之为智能交互织物，但是金属织物能够作为电子电路的载体，其本身也能够成为电子电路的组成部分，因此成为交互织物的首选材料。
2、形状记忆纺织品
形状记忆纺织品通过织造和整理将具有形状记忆功能的材料引入纺织品，使纺织品具有形状记忆特性。该产品能够同记忆金属一样，经过任意变形之后，通过达到特定条件后调整其形态至最初。
形状记忆纺织品品类主要包括棉、蚕丝、毛纺织物 以及水凝胶织物等。香港理工大学研发的一款形状记忆纺织品由棉麻制成，受热后可迅速恢复平整挺括，且具备良好的吸湿性，长时间使用不会变色，并具有耐化学腐蚀性。
具备绝缘、耐热、透湿、透气性、耐冲击性等功能需求的产品是形状记忆纺织品的主要应用平台。同时，在时尚消费品领域，形状记忆材料在设计师手中也成为了表达设计语言的优秀材料，赋予了产品更多独特的表达效果。
3、电子智能信息化纺织品
通过在织物中植入柔性微电子元件及传感器，能够制备出电子信息智能化纺织品。美国Auburn University （奥本大学）开发了一款能够发出热反射变化及光诱导可逆性光学变化的纤维产品，该材料在柔性显示等设备制造领域具备极大的技术优势。近年来，随着主营移动科技产品的科技公司对柔性显示技术展现出的极大需求，柔性纺织品显示技术的研究得到更多的关注和发展动力。
4、模块化技术纺织品
将电子元件通过模块化技术集成到纺织品中制备织物是当前实现织物智能化的技术最优解。谷歌通过“Project Jacquard”项目致力于实现智能织物的模块化应用，目前已经和李维斯、Saint Laurent（圣罗兰）、Adidas （阿迪达斯）等多个品牌合作推出了面向不同消费者群体的多款智能织物产品，图 4 为该项目与圣罗兰合作开 发的智能背包。
智能交互纺织品的蓬勃发展离不开新材料的不断开发以及各种配套工艺的完美配合。得益于现今市场上的各种新型材料成本日益降低，生产技术日趋成熟，未来会有更多大胆的想法得到尝试与践行，以为智能纺织品行业提供新的灵感与方向。
智能交互纺织品的未来展望及应用前景
相较于传统纺织品，智能交互纺织品在功能和应用上更丰富全面，能够接收外界的变化及收集必要信息，并做出及时的响应和反馈。航空、军事领域率先开展智能交互纺织品的开发与应用，随后，智能服装的设计和制造也开始利用智能纺织品来完成，但智能纺织品真正意义上应用于消费领域还需要将相关技术同时尚性、实用性、耐用性等需求相结合。
智能交互纺织品在不同应用场景中也通过不同的形材料、造型层面颠覆市面上现有的智能可穿戴产品。而应用于服装领域的智能交互纺织品不仅能够实现各种美观的需求，更能够满足各种特殊的功能性需求，例如军用、消防、医疗等领域。
智能交互纺织品在防护、体育运动、医疗、军事等领域有着巨大的发展潜力及使用需求。该技术的发展不仅带动了纺织服装业，也推动了计算机、电子、化工、材料等行业的发展。
随着电子设备的轻型化、小型化以及导电纤维技术的发展，未来的科技产物能够越来越多地应用在织物领域，这些设备将与服装、家纺等产品实现更好、更全面的集成。得益于新材料技术的发展与进步，各种生产智能织物所必须的材料与技术成本将下降到能够为普通消费者服务的阶段。在这样的新时代背景下，充分了解智能交互织物的功能及其开发流程、掌握核心技术、保持与开拓新的产品应用场景才是智能交互纺织品开发的最重要环节。艺术与科技的融合诞生出了无数美妙且过去无法想象的新产物，而人类社会的进步与发展离不开这样的融合。随着智能交互织物在技术领域的不断创新，相信未来以此为基础研发的更多智能化产品将会面世。
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