想象一下，一件可以監(jiān)測(cè)你的心率或血壓的 T 恤，或者一雙可以提供你跑步步態(tài)反饋的襪子。

這可能比你想象的更接近現(xiàn)實(shí)。華盛頓州立大學(xué)的一項(xiàng)新研究展示了一種特定的 3D墨水打印方法，用于所謂的智能面料，這種面料在反復(fù)洗滌和磨損測(cè)試后仍然表現(xiàn)良好。這項(xiàng)發(fā)表在《ACS Omega》雜志上的研究代表了智能面料舒適性和耐用性方面的突破，同時(shí)也使用了一種更環(huán)保的工藝。

華盛頓州立大學(xué)紡織品研究員、該論文的通訊作者劉航表示，迄今為止，該領(lǐng)域的大部分研究都集中在將技術(shù)功能構(gòu)建到織物中，而沒有關(guān)注織物在日常使用和維護(hù)（如洗滌）中的感覺、貼合度和耐用性。

服裝、推銷、設(shè)計(jì)和紡織品系的副教授劉航說：“所使用的材料或技術(shù)通常會(huì)產(chǎn)生非常堅(jiān)硬或僵硬的織物。例如，如果你穿著一件用于傳感目的的 3D 打印材料 T 恤，你希望這件襯衫緊貼你的身體，并且柔軟而富有彈性。如果它很僵硬，就不會(huì)舒適，傳感性能也會(huì)受到影響?！?/p>

迄今為止，該領(lǐng)域的大部分研究都集中在將技術(shù)功能構(gòu)建到織物中，而沒有關(guān)注織物在日常使用和維護(hù)（如洗滌）中的感覺、貼合度和耐用性。

開發(fā)智能可穿戴設(shè)備的最初方法包括將導(dǎo)電線或傳感器等功能組件粘合、編織或縫合到織物中。較新的印刷方法顯示出前景，但仍然面臨舒適性和維護(hù)方面的問題。

劉航的團(tuán)隊(duì)使用直接墨水書寫 3D 打印技術(shù)，將含有碳納米管的聚丁二酸丁二醇酯（一種可生物降解的聚酯，與天然纖維相容）溶液打印到兩種類型的織物上。打印的織物表現(xiàn)出優(yōu)異的導(dǎo)電性、機(jī)械強(qiáng)度、應(yīng)變計(jì)系數(shù)和在重復(fù)應(yīng)變下的穩(wěn)定性，并且該溶液滲透和粘合纖維的能力使織物具有增強(qiáng)的耐洗性和耐磨性。

他們測(cè)試了印花織物的拉伸強(qiáng)度、導(dǎo)電性、作為運(yùn)動(dòng)傳感器的能力和其他性能。他們發(fā)現(xiàn)，織物在經(jīng)過 20 次洗滌和干燥循環(huán)后仍然表現(xiàn)良好，并且表面在經(jīng)過 200 次磨損測(cè)試或 500 次拉伸循環(huán)測(cè)試后沒有劃痕或裂紋。

該團(tuán)隊(duì)還在加工過程中使用了一種可生物降解的無毒溶劑 Cyrene，這比常用的有毒溶劑更環(huán)保。

智能面料是一種新興趨勢(shì)，有望使服裝能夠執(zhí)行與智能手表和其他此類設(shè)備相同的一些任務(wù)。該技術(shù)在醫(yī)療保健、急救人員、軍事和運(yùn)動(dòng)員領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

這項(xiàng)研究是劉航的一名博士生趙子慧的博士論文的一部分，趙子慧是該論文的主要作者。劉航多年來一直致力于智能面料的各個(gè)方面；正如 2023 年發(fā)表的一篇論文中所詳述的那樣，她開發(fā)了一種兼具棉的柔韌性和聚合物的導(dǎo)電性的纖維，該纖維可能用于可穿戴技術(shù)。