衣服能像“變色龍”那樣根據(jù)周邊環(huán)境變化自動(dòng)變色，鞋墊能在行走間通過(guò)人體踩壓自主發(fā)電，窗簾能隨著外界光線強(qiáng)弱自我調(diào)節(jié)遮光能力……日前，東華大學(xué)材料學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)在智能纖維研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展，這些看似遙遠(yuǎn)的高科技，正隨著纖維材料的日漸功能化、智能化越來(lái)越接近我們的生活。

未來(lái)服裝可以變得很“聰明”

通俗來(lái)說(shuō)，智能纖維就是能主動(dòng)感知響應(yīng)外界環(huán)境并作出相關(guān)反應(yīng)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(xué)纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室看到，材料學(xué)院王宏志教授課題組經(jīng)過(guò)多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了纖維在通電環(huán)境下的自主變色。只要導(dǎo)入2-3v的低電壓刺激，纖維就能在毫秒時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)紅、黃、藍(lán)三色變化，并能保持顏色達(dá)半小時(shí)。即使在扭曲、打結(jié)和編織的情況下，該纖維仍能變色。這也驗(yàn)證了，采用科學(xué)方法對(duì)纖維材料進(jìn)行改性，我們完全有可能讓纖維進(jìn)而讓纖維制品變得更加“聰明”更加“貼心”，根據(jù)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(lái)說(shuō)，這不僅能幫助我們實(shí)現(xiàn)身著“霓裳”的夢(mèng)想，在軍事迷彩等領(lǐng)域也有很大應(yīng)用價(jià)值，相信未來(lái)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(yīng)這塊“硬骨頭”

谷歌眼鏡的出現(xiàn)開(kāi)啟了可穿戴智能裝備的風(fēng)潮，但時(shí)至今日，能源供應(yīng)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(shí)間有限的鋰電池。而這一問(wèn)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(yīng)變得更加輕便，使用時(shí)間更長(zhǎng)？東華大學(xué)材料學(xué)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(dǎo)電和儲(chǔ)電性能，同時(shí)讓它具有很好的可編織性，讓能源供應(yīng)器件成為衣服本身的一部分，那不就能在最大程度上實(shí)現(xiàn)智能服裝的輕便化和能源供應(yīng)的長(zhǎng)時(shí)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(guān)堅(jiān)定地邁進(jìn)，他們瞄準(zhǔn)被業(yè)界稱為“能引發(fā)材料學(xué)新變革的‘超級(jí)材料’”的石墨烯，自2009年開(kāi)始組織科研力量不斷攻堅(jiān)，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(xué)院院長(zhǎng)、長(zhǎng)江學(xué)者朱美芳教授領(lǐng)銜的教育部長(zhǎng)江學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)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(dǎo)率達(dá)同類產(chǎn)品最高值，且其強(qiáng)度亦達(dá)國(guó)際領(lǐng)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(dǎo)電性及強(qiáng)度。團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)外相關(guān)課題組強(qiáng)強(qiáng)合作，還將石墨烯纖維成功組裝成超級(jí)電容器，把這種電容器編織成織物，將能同時(shí)實(shí)現(xiàn)智能服裝對(duì)電能的存儲(chǔ)與傳輸作用。

此外，學(xué)院還在“纖維狀柔性太陽(yáng)能電池”研發(fā)上取得重要突破。據(jù)該院陳志鋼研究員介紹，已在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出纖維狀柔性太陽(yáng)能電池。“形象地說(shuō)，將來(lái)可利用纖維狀太陽(yáng)能電池來(lái)織布，衣服就可以自己把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能”。陳志鋼同時(shí)也坦言，盡管纖維狀柔性太陽(yáng)能電池具有可編織性、低碳環(huán)保、續(xù)航能力強(qiáng)、質(zhì)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(duì)較高、能量轉(zhuǎn)化效率有待提升，該類電池要從實(shí)驗(yàn)室“飛入”尋常百姓家還有待時(shí)日，“我們會(huì)盯牢這塊‘硬骨頭’，堅(jiān)持不懈地做下去”。