清晨第一縷陽光徐徐灑進(jìn)窗沿,，枕巾上的鬧鈴便叮叮地響起,。你伸了個(gè)懶腰爬起，瞄了一眼睡衣袖口上顯示的今日天氣,。你順手撈起床邊的起居服,，摸到衣角的顯示屏,，手指飛快滑動(dòng)，各大品牌新出的衣服圖案輪番刷刷顯示,。指尖一定，個(gè)性的T恤設(shè)計(jì)已顯示在你的衣服上,。廚房里飄出了咖啡香,，你還緊盯著窗簾，看美女主持人為你播放早間新聞,。換了運(yùn)動(dòng)服去跑步,，短褲的口袋里為你記錄著行進(jìn)的速度與距離，上衣則在你汗流浹背時(shí)緩緩降溫……這些似乎存在于科幻故事里的情節(jié),，也許不久將來到你我身邊,。
智能織物將不僅僅在時(shí)尚業(yè)中大展拳腳。想象一下,，硝煙彌漫的戰(zhàn)場(chǎng)上,，軍裝將可與指揮部的電腦相連，隨時(shí)傳遞士兵的位置與受傷信息,，為救援傷兵爭(zhēng)取許多的時(shí)間,。化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中,，操作人員的白大褂可隨時(shí)更新環(huán)境中微生物,、化學(xué)藥品污染與輻射指標(biāo)，提供更多保護(hù),。這些智能織物甚至可以為行人監(jiān)控空氣中的污染物,，隨時(shí)測(cè)量心臟病人的生理指標(biāo)。除了作為人們?nèi)粘４┲囊挛?，智能織物的技術(shù)還可更廣泛運(yùn)用于許多工程制造業(yè)中,，如柔性電池、超級(jí)電容器,、超導(dǎo)直線電機(jī),、氫能儲(chǔ)存系統(tǒng)等。長(zhǎng)久以來被稱為“夕陽行業(yè)”,、以技術(shù)門檻低為名的紡織業(yè),，即將迎來其高科技的春天。
想讓你的衣服變成iPad? 這需要將織物變成電子設(shè)備,，配備以傳感器與電池等部件,。天然的棉毛絲麻纖維，自然無法追趕上高科技的步伐,。高分子工業(yè)的迅速發(fā)展,，也無法使尼龍或粘膠纖維的電學(xué)性能變得出神入化,。而傳統(tǒng)的導(dǎo)電材料——金屬則顯得沉重笨拙，冰冷堅(jiān)硬,。誰也不愿意每日穿得像鋼鐵俠一般行走生活,。
碳納米管的問世，使新材料的前景煥然一新,。這種中空細(xì)管由石墨碳原子形成蜂窩般的六角結(jié)構(gòu)并環(huán)繞而成,，直徑不過1納米——相當(dāng)于把一根頭發(fā)分成10萬份。這些肉眼不可見的細(xì)管卻是十八般武藝匯集一身,。它們的強(qiáng)度遠(yuǎn)勝于鋼鐵,，熱傳遞則遠(yuǎn)超于銅。同時(shí)它們還擁有非常優(yōu)秀的導(dǎo)電性能,。通過控制碳納米管的尺寸與結(jié)構(gòu),，它們的導(dǎo)電性能可與金屬或半導(dǎo)體相媲美。然而,，如何將這些瑣碎細(xì)小的碳納米管“織就”成衣衫,？科學(xué)家們費(fèi)盡心思，嘗試了各種方法,。
2008年,，密歇根大學(xué)化學(xué)工程系教授Nicholas Kotov將碳納米管倒入導(dǎo)電高分子溶液中，然后不斷將棉紗浸入溶液并取出晾干,。這使得碳納米管均勻分布于棉紗表面,，并牢牢與纖維結(jié)合，為棉紗表面鍍上了導(dǎo)電材料,。為了證實(shí)棉紗可以導(dǎo)電,，Kotov在兩根棉紗間架起了電路，發(fā)光二極管竟神奇地熠熠發(fā)光,。這表示織物已經(jīng)可以承擔(dān)相當(dāng)大的電流,，在技術(shù)上是一個(gè)很大的突破。Kotov更在溶液中添加了可與人類血清白蛋白反映的物質(zhì),。他發(fā)現(xiàn),，棉紗間通過的電流與白蛋白數(shù)量有關(guān)聯(lián)。這個(gè)技術(shù)進(jìn)展為制造監(jiān)控傷員的軍服邁進(jìn)了一大步,。
斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程系副教授崔屹則希望制造“紡織電池”,。他將碳納米管制成“墨水”。將織物浸泡于這種“墨水”中,，碳納米管附著于織物表面,，交錯(cuò)的纖維為電流形成導(dǎo)電的通路，使織物呈現(xiàn)良好的導(dǎo)電性能。即使將織物折疊,、彎曲,、洗滌，碳納米管也不會(huì)脫落,。這種新型織物可以儲(chǔ)存能量,，預(yù)示著新一代柔性電池的模樣。這種“紡織電池”質(zhì)輕價(jià)廉,，可迅速充放電,，也許有朝一日，它們將可以驅(qū)動(dòng)一些日常的小裝置,。然而，它儲(chǔ)存的能量總量并不高,，也許無法滿足人們的需求,。
德克薩斯大學(xué)納米技術(shù)中心教授Ray Baughman試圖解決這個(gè)問題——為纖維鍍粉末。粉末的表面積大,，可以實(shí)現(xiàn)更高的存儲(chǔ)密度,。然而粉末易脫落,，也無法經(jīng)受洗滌。Baughman另辟蹊徑,，先培育出一片碳納米管“森林”，用管軸將其碾成一個(gè)50納米厚的納米管網(wǎng),，在其表面噴涂粉末,。納米管網(wǎng)的空隙困住了粉末，使其無法自由行動(dòng),。這些納米管網(wǎng)隨即旋轉(zhuǎn)加捻成紗,，再與棉或毛紗混織，形成導(dǎo)電性能優(yōu)異的超導(dǎo)織物,。這種智能織物不僅耐洗耐揉搓,，還擁有自潔功能。
如今,，美國(guó)化學(xué)制造商Lintech與碳納米管紡織制造公司Nanocomp都已經(jīng)瞄上了這些新技術(shù),。他們正積極與科學(xué)家們展開合作，希冀有進(jìn)一步的技術(shù)突破,。也許不遠(yuǎn)的將來,，我們便可以穿上這些智能織物，在電子時(shí)代里走得更遠(yuǎn)
