衣服能像“變色龍”那樣根據周邊環(huán)境變化自動變色，鞋墊能在行走間通過人體踩壓自主發(fā)電，窗簾能隨著外界光線強弱自我調節(jié)遮光能力……日前，東華大學材料學院研究團隊在智能纖維研究領域取得新進展，這些看似遙遠的高科技，正隨著纖維材料的日漸功能化、智能化越來越接近我們的生活。

未來服裝可以變得很“聰明”

通俗來說，智能纖維就是能主動感知響應外界環(huán)境并作出相關反應的纖維。像服裝、配飾、家紡品等這些老百姓的常用之物，要是搖身一變換上智能纖維，自己發(fā)電、發(fā)光、發(fā)熱、變色皆有可能。

記者在東華大學纖維材料改性國家重點實驗室看到，材料學院王宏志教授課題組經過多次反復實驗，已經實現(xiàn)了纖維在通電環(huán)境下的自主變色。只要導入2-3v的低電壓刺激，纖維就能在毫秒時間內實現(xiàn)紅、黃、藍三色變化，并能保持顏色達半小時。即使在扭曲、打結和編織的情況下，該纖維仍能變色。這也驗證了，采用科學方法對纖維材料進行改性，我們完全有可能讓纖維進而讓纖維制品變得更加“聰明”更加“貼心”，根據人們的工作和生活需要發(fā)生各種神奇的變化。“就拿變色纖維來說，這不僅能幫助我們實現(xiàn)身著“霓裳”的夢想，在軍事迷彩等領域也有很大應用價值，相信未來我們的士兵穿著一套軍裝就能在沙漠、叢林、海洋中自由‘變身’了”，王宏志教授介紹道。

盯牢能源供應這塊“硬骨頭”

谷歌眼鏡的出現(xiàn)開啟了可穿戴智能裝備的風潮，但時至今日，能源供應仍是智能裝備研發(fā)的一大難題，例如谷歌眼鏡支架后方始終要附著略顯笨重且使用時間有限的鋰電池。而這一問題在智能服裝研發(fā)中也同樣棘手。如何讓智能服裝的能源供應變得更加輕便，使用時間更長？東華大學材料學院的研究專家們想的還是從纖維這一“根子”上入手——如果能提升纖維的導電和儲電性能，同時讓它具有很好的可編織性，讓能源供應器件成為衣服本身的一部分，那不就能在最大程度上實現(xiàn)智能服裝的輕便化和能源供應的長時間嗎？

為此，東華材料人在智能纖維、智能服裝的研究道路上朝著又一難關堅定地邁進，他們瞄準被業(yè)界稱為“能引發(fā)材料學新變革的‘超級材料’”的石墨烯，自2009年開始組織科研力量不斷攻堅，持續(xù)跟蹤研究石墨烯材料的智能化與功能化情況。材料學院院長、長江學者朱美芳教授領銜的教育部長江學者創(chuàng)新團隊在通用纖維的高值化、智能化研究上不斷發(fā)力，目前采用濕法紡絲法可連續(xù)制備上千米的石墨烯纖維。此類纖維不僅電導率達同類產品最高值，且其強度亦達國際領先水平，可非常容易地編織成所需的織物類型，并保持理想的導電性及強度。團隊與國內外相關課題組強強合作，還將石墨烯纖維成功組裝成超級電容器，把這種電容器編織成織物，將能同時實現(xiàn)智能服裝對電能的存儲與傳輸作用。

此外，學院還在“纖維狀柔性太陽能電池”研發(fā)上取得重要突破。據該院陳志鋼研究員介紹，已在實驗室研發(fā)出纖維狀柔性太陽能電池。“形象地說，將來可利用纖維狀太陽能電池來織布，衣服就可以自己把太陽能轉化為電能”。陳志鋼同時也坦言，盡管纖維狀柔性太陽能電池具有可編織性、低碳環(huán)保、續(xù)航能力強、質量輕等優(yōu)越性能，極其符合智能服裝的要求；但由于成本相對較高、能量轉化效率有待提升，該類電池要從實驗室“飛入”尋常百姓家還有待時日，“我們會盯牢這塊‘硬骨頭’，堅持不懈地做下去”。