仿生纺织品与服装

《仿生纺织品与服装》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第31卷第1期北京服装学院学报Vo1．31N0．12011年1月JournalofBeijingInstituteofClothingTechnologyJan．201l仿生纺织品与服装陈丽华(北京服装学院服装艺术与工程学院，北京100029)摘要：对目前国内外研究开发的仿生纺织品与服装进行了综述，包括仿生功能纺织品与服装，智能仿生纺织品与服装．详细介绍了各类仿生纺织品与服装的仿生原理、主要产品及其应用．关键词：仿生纺织品；仿生服装；功能纺织品；智能纺织品中图分类号：F273．1文献标志码：A文章编号：1001—0564(2

2、011)ol一0070—07仿生纺织品与服装是指模拟自然界生物体(包括天然纤维和自然界生物)的结构、形态或模仿其独特的功能而开发的具有某种特殊性能的纺织品与服装．人类对自然界生物体的模仿具有悠久的历史．化学纤维的发展和仿生学就有很大关系．最初，人类模仿蚕吐丝成功制造了人造纤维；二十世纪以来，人们模仿蚕吐丝的过程研制了各种化学纤维的纺丝方法；通过剖析棉、毛、丝等天然纤维的形态结构，运用仿生学原理，研究开发了各种异形纤维、细旦纤维、中空纤维及复合纤维等．纺织制品的发展与仿生学也不无关系．被称为纺织工业中“朝阳产品”的非织造织物，

3、其对仿生学原理的应用可追溯到比机织物和编织物发展历史还要早的毡制品¨．古代游牧民族利用动物纤维的缩绒性发明的制毡技术的延伸与发展，诞生了现在的针刺法非织造布．早在7000年以前，中国就已能将野蚕驯养和纯化成家蚕，蚕丝直接成网的抽丝制绵技术，启示了当今纺粘法非织造布的诞生．近年来，模仿天然麂皮，利用超细纤维制造的“人造麂皮”，满足了人们对天然皮革的需求．随着科学技术的迅猛发展，高性能、多功能、智能化的纺织品与服装在21世纪将得到迅速发展．本文对目前国内外研究开发的主要仿生纺织品与服装的仿生原理、主要产品及其应用进行分析与介绍，

4、以期为我国仿生纺织品与服装的开发与研究提供一定的参考．1仿生的功能纺织品与服装1．1光显色纺织品自然界生物展现出的绚丽色彩或是源于生物本身所具有的颜色，或是由于光线射人生物体表面特殊结构，经折射后显现出的颜色．通过对自然界的生物结构和发光机理进行研究，模拟其表面结构，运用光的反射、折射、干涉及散射等光学原理，人们开发出光显色纤维．收稿日期：2010～08一O5作者简介：陈丽华(1962一)，女，教授联系电话：010—64288160第1期陈丽华：仿生纺织品与服装711．1．1多重螺旋纤维和多层纤维生息在亚马逊河流域的一种被当

5、地人称为“蓝蝶”的蝴蝶(亦称为闪蝴蝶)，其本身并没有蓝色素，却周身闪烁着美丽而神秘的钴蓝色金属光泽．对蓝蝶发光原理和其翅膀形态结构的研究发现，蓝蝶翅膀上的鳞片相距0．7m整齐平行地排列着．当光线射在鳞片上时，大部分入射光进入鳞片间的狭缝，在狭缝的壁内不断反射、折射、干涉，并且相互叠加增大幅度，从而产生鲜明的深色光泽．蓝蝶鳞片结构可以增加蓝色光波长的振幅，从而使相应的色彩更加鲜艳、浓郁．模仿蓝蝶翅膀上的鳞片结构开发的多重螺旋纤维，是采用2种不同热收缩率的聚酯混合，熔融纺丝后进行热处理，每隔0．2～0．3mm周期性地形成一个扭曲

6、螺旋纤维．其织物可使入射光在纤维的平行部与垂直部来回折射，产生金属般的鲜艳闪色光泽，并具有柔软的手感和褶皱的外观，适合制作衬衫、外衣和时尚前卫服装．日本帝人集团利用纳米技术，模仿其结构，研究开发的多层结构的纤维，借助光的干涉产生不同的色彩，可以是紫、绿和红色．光干涉色彩是纯粹的色调，有金属般光泽和透明性，经过调整使光发生折射可显出蓝色．目前已制得由聚酯和聚酰胺纤维重叠至61层而形成的多层层压结构纱，每层厚度精确控制在0．07p,m．为得到所需要的色彩，可以改变层厚，而且多层部分(芯部分)可用聚酯包覆起来．1．1．2超微坑纤维

7、夜间活动的昆虫中，夜蛾具有惊人的生存能力，它们甚至能够逃过具有超声波射线器官的蝙蝠的追捕．研究发现，夜蛾角膜表面整齐地排列着微细圆锥状的突起结构，这种结构可以能够防止夜晚微弱光反射的损失，使光线穿透角膜晶体，从而使夜蛾能及时地发现危险而逃生．模仿夜蛾角膜的突起结构开发的超微坑纤维，其表面的微坑通过物理法和化学法形成．物理法是利用低温等离子体处理纤维，化学法是将具有与成纤高聚物折射率类似的、平均粒径在0．1m以下的超微粒子均匀地分散在高聚物溶液中，纺成丝后用适当方法溶解去除微粒子，即赋予纤维表面40～50亿个／cm微坑的凹凸结

8、构．纤维表面的微坑能够导致入射光呈散射状，从而增加纤维内部对光的吸收，减少光的反射率，因而纤维的色泽加深．超微坑纤维的光散射效应使其织物表面漫反射增强，色彩的深色感增强且十分艳丽，可用于高档的西服及礼服等面料，提高产品的附加值．1．2仿生反光纺织品受萤火虫夜间发光的启发，为了保证夜间行动的