智能纺织品及其应用/纺织科学与工程高新科技译丛

智能纺织品是一种能够感知和响应环境变化的纺织品。本书从应用领域的角度出发，详细介绍了三大类智能纺织品：医疗用智能纺织品，交通和能源用智能纺织品，起防护、安全和通信作用的电子纺织品。在每一大类中，以严谨科学的态度讨论了目前优选很好优选的学术和工业实验室中获得的各种研究成果、研究原型、相关科学问题及其解决方案，同时对智能纺织品的工业化进展及面临问题进行了概括。本书中理论与实践内容并行，案例丰富，不仅对学术界的研究人员和学生有参考价值，也对智能纺织品设计生产商和初创企业有所帮助。

朱志国，大连轻工业学院获高分子材料专业（塑料）工学学士学位；北京服装学院获高分子材料专业 (纤维) 工学硕士学位；北京大学获高分子化学与物理理学博士学位。主要研究方向为：（1）复合功能化聚合物纤维的研究；（2）聚合物基纳米复合物的合成及性能研究；（3）热塑性芳香族聚酰亚胺的合成及性能研究；（4） 阻燃改性聚酯的研究及其产业化。

1智能纺织品及其应用简介



11智能纺织品的定义



111智能纺织品起源



112目前现状



113未来发展趋势



12主要应用领域



121医疗领域



122交通和能源领域



123防护、安全、通信等电子产品领域



124其他领域



13智能纺织品及其市场准备情况



131智能服装



132外围设备







2智能纺织品在医疗保健中的应用



21前言



22纺织品电极可以监测什么



221心电图



222肌电图



223脑电图



23纺织品电极和传感器如何工作以及可以测量什么



231应变传感器



232压力传感器



233温度传感器



234热通量传感器



235汗/湿度传感器



236气体传感器



24在健康应用中使用的纺织品驱动器



241加热：将电热丝整合到纺织品结构中



242电疗：用于治疗目的的纺织品电极



243光发射：通过光动力疗法治疗黄疸和癌症



244人造肌肉



25结论



参考文献







3为视障人士设计的避障智能衬衫



31前言



32避障的电子纺织品架构



321硬/软件基础及耐磨性要求



322电子元件与纺织品结构的整合



33智能衬衫概念模型



331智能衬衫电路



332衬衫上的电路布局



333智能衬衫样衣的结构



34智能衬衫避障和数据传输算法



341避障策略



342避障的神经模糊控制算法



343数据传输和微控制器编程



35智能衬衫的传感性能



351障碍物和探测范围的感知能力



352振动运动的回避策略



353加热行为



354可洗性



36结论



37未来发展趋势



参考文献







4用于光动力疗法的发光纺织品



41前言



411光动力疗法



412发光织物的原理



42面料类型



421绕组



422刺绣



423编织



424总结



43发光织物的未来



参考文献







5纺织品结构中微胶囊活性物质的控释



51前言



52活性剂的控制释放



521定义



522分类



523纺织品结构在控释中的作用



53活性剂的微胶囊化



531方法



532挑战



54将微胶囊嵌入纺织品结构中



541方法



542挑战



55纺织品结构对微胶囊活性剂控释的影响



551药物



552香水



553其他



56未来趋势



57结论



参考文献







6医用神经肌肉电刺激背带



61前言



62医学背景信息



621背部构造



622腰椎间盘突出症及其治疗



623神经肌肉电刺激



63医用背带



631背带



632神经肌肉电刺激



64测试结果和结论



参考文献







7监测运动员生命体征传感器的通信协议



71前言



72系统概述和网络特性



721无线传感器网络：技术、应用和挑战



722可穿戴系统的最新进展、材料和特点



723可穿戴技术在体育活动中的应用



73无线通信技术和标准



731无线局域网



732蓝牙



733高速无线个人局域网



734低速无线个人局域网



735无线区域网络



74安全性和可靠性问题



75结论和展望



参考文献







8形状记忆压缩系统治疗慢性静脉疾病



81前言



82慢性静脉疾病



821病理生理学



822压缩疗法



823界面压力的作用和重要性



824挑战



83压缩用形状记忆材料



831形状记忆基础



832界面压力控制的恢复潜力



833用于压缩的形状记忆执行器



84使用形状记忆纤维的智能压缩系统



841材料和方法



842结果与讨论



85结论



参考文献







9保健用可穿戴式身体传感器网络



91前言



92用于可穿戴式身体传感器网络的生物医学传感器



921生物医学传感器和测量



922生物传感器纺织品和电子纺织品



93可穿戴式人体传感器网络和无线数据采集



931网络架构



932能耗最小化技术



933能量采集技术



934可穿戴式人体传感器网络的安全设计



94无线生物医学计算和应用



941无线生物医学计算



942生物医学应用



943运动和健身应用



95未来趋势



96结论



参考文献







10具有肌肉骨骼系统的多指机器人手的仿生控制



101前言



102五指机器人手



1021肌肉骨骼系统



1022执行器



103生物启发控制



1031控制目标



1032控制器激发的生物波



1033中指控制法



104实验



1041系统



1042控制结果



105结论和展望



参考文献







11精神响应类纺织品及其与人脑相互作用研究



111前言



112心理学与艺术



113色彩、图案与人类情绪的关系



114人类大脑



115人类情绪的自我评价



116图案变化的影响研究



1161纱线设计开发



1162织物设计



1163面料开发



117实验方法



1171参与者



1172织物刺激



1173实验用幻灯片



1174实验过程



118大脑数据获取与处理



1181EEG信号记录与处理



1182数据管理



1183SAM 评定量表



119数据分析与结果



1191智能面料1的影响



1192智能面料2的影响



1193智能面料3的影响



1194智能面料4的影响



1110结果与讨论



参考文献





12再生医学支架/植入物的纤维基复合材料



121前言



122生物聚合物



1221天然生物聚合物



1222合成生物聚合物



123生物聚合物纤维



1231熔融纺丝



1232溶液纺丝



1233静电纺丝



1234其他纤维制备技术



124混合结构



125单一材料体系的植绒支架



126基于纤维的添加剂植入技术，用于复杂几何形状的开放多孔

植入物



1261技术



1262表征



127均匀混合支架



1271静电纺丝功能化支架



1272涂层功能化支架



128多种组织或不同组织结构的复杂缺损植入治疗



1281具有孔径梯度的网格非织造布植入物



1282具有材料梯度的网格非织造布植入物



129管状支架用静电纺丝植入物



1291静电纺丝用于混合结构合成



1292人造血管用管状支架



1210结论



参考文献







13纤维植入式医疗器械的智能化特点



131前言



132纤维植入装置的结构生物相容性



1321纤维



1322黏结纤维结构



1323纤维结构规模化、模式化



133纤维植入医疗器械的材料生物相容性



1331纤维材料及其分类



1332纤维材料的生物相容性增强特性



134智能纺织品植入式装置目前面临的挑战及未来展望



参考文献







14用于结构健康监测的复合智能纺织品



141前言



142基于导电填料的聚合物复合材料的压电行为



143层状复合材料中用于压力与拉伸监测的纤维状传感器



1431传感器设计



1432复合材料的制备及传感器排布



1433弯曲监测结果



144监测复合材料层间损坏的传感层



1441传感薄膜的制备



1442复合材料的制备



1443拉伸试验结果



145结论



参考文献







15用于风力发电叶片中的玻璃纤维增强碳纤维传感器



151前言



152用于风力涡轮机叶片的压阻式碳长丝传感织物的工作原理



153实验部分



1531增强结构及传感网络的材料选用



1532涡轮叶片的构型



1533风力涡轮机叶片的传感器布局理念



1534集成到玻璃纤维增强非卷曲织物结构中的CFY传感器对于涡轮

叶片的结构健康监测（SHM）



1535内含完整CFY传感器的复合组件的集成



1536风力涡轮机叶片测试与结构健康的同步监测



154结果与讨论



1541风力涡轮机叶片CFY传感器在准静态载荷作用下的电特性研究



1542有限元法仿真验证传感器性能



155结论



参考文献







16混纱/集成传感器热塑性复合部件



161前言



162复杂异形件增强热塑性复合材料



1621几何形貌



1622材料（混合纱）



1623制备过程



1624热固结与样品加工



163传感器技术



1631设计工程与实施



1632实验



164表征



1641电学表征



1642结构健康的原位实时监测



165结果与讨论



1651物理表征



1652PEDOT-PSS含量下降对电阻率的影响



1653拉伸测试及机械应变响应



166结论



参考文献







17有助于监控织造过程的纤维传感器



171前言



172织造过程动力学观察



1721织机及与纱线接触装置的说明



1722对织造过程的动态观察



173织造过程中传感纱线对机械应力的测量



1731纺织应用传感器的设计



1732传感纱线的校准



174传感纱线织造过程的动态表征



1741初始产品及加工参数



1742不同区域传感纱线的测试结果



1743传感纱线的感应强弱



175结论



参考文献







18嵌入织物结构中的柔性光伏电池



181简介



182嵌入式光伏电池织物



1821包含光伏电池的柔性复合材料



1822遮阳篷概述



1823柔性光伏电池与遮阳篷织物的整合



1824层压工艺



183性能



184结论



参考文献







19带有织物辅助壁的热物理学传感器的开发



191简介



192织物的传热和传质



1921传热性能



1922传质特性



193热通量计



1931梯度热通量计的原理



1932梯度热通量计的制造技术



194织物热通量计



1941原理



1942织物辅助壁概念



1943热电堆的设计



1944表征方法



1945结果和讨论



195结论和展望



参考文献







20PEDOT-PSS电荷存储装置中不同类型纱线电极的性能



201前言



202织物基电池和电容器的背景



2021柔性织物基电池



2022柔性织物电容器



203PEDOT-PSS电容器的开发



2031纱线电极材料



2032电解质



2033纺织品基材



204器件制造



205一般充放电程序



206充放电实验结果



207在固定电压和不同充电时间下的镀银PBO纱线电极设备



208采用不锈钢纱线电极、电压固定、充电时间不同的设备



209镀银PBO纱线电极装置与纯不锈钢长丝纱线电极装置的比较



2010设备连接到负载电阻的实验结果



2011已开发的电池中的电荷储存机制



2012结论



参考文献







21用于太阳能收集和传播的光导纤维基织物



211前言



212技术



2121几何光学原理



2122收集光线



2123引导光线



2124聚焦光线



2125合成



213研究问题



2131光收集方面的问题



2132光传播方面的问题



2133织物的问题



214实验



2141织物结构的确定



2142模拟太阳试验台的开发



215结果



2151原型的基重



2152原型的效率



216结论



参考文献







22用于个人防护装备的智能材料



221前言



222产品开发的主要趋势



2221用户需求



2222全球保护系统



2223环境条件



223PPE产品和技术的发展



2231响应性阻隔膜



2232自净化膜



2233温度调节材料



2234减震材料



224PPE测试和指标的影响



225结论



参考文献







23个人防护装备的可穿戴技术



231前言



2311个人防护装备中可穿戴设备的需求



2312不同层次的集成



2313世界各地的项目



232电力和数据传输



2321导电材料



2322加工方法



2323连接器类型



2324通信系统



233嵌入式纺织品监控传感器



2331心电图和肌电图传感器



2332呼吸传感器



2333温度传感器



2334湿度传感器



234寿命终端信号



2341导电带的发展



2342磨损测试



2343切割测试



235结论和展望



参考文献







24用于个人交流的电致变色纺织品显示器



241前言



242发射性的织物装备



2421发冷光、电致发光和电致发光二极管



2422光学纤维



243反射性设备



2431电泳显示



2432变色纺织品



244交流用纺织品的应用和需求



2441个体防护装备



2442医学领域



2443体育运动



2444设计和时尚领域



2445社会网络



245结论和展望



参考文献







25基于有机纤维晶体管的纺织电子电路



251前言



252材料



2521无机材料



2522有机材料



253纤维晶体管



2531平面晶体管



2532纤维场效应晶体管



2533纤维电化学晶体管



254纺织电子电路



2541纺织电路与传统电子元件



2542本征功能光纤/纱线电路



255结论和展望



参考文献





26纺织天线领域最新进展



261纺织天线简介



262纺织天线基础



2621纺织天线性能参数



2622纺织天线设计标准和优化



263与纺织天线相关的挑战和不利影响



2631人体接近度



2632弯曲



2633洗涤



2634功率效率



264纺织天线的最新进展



2641用于射频识别的超高频带（860~960MHz）



2642245GHz和 58 GHz的工业、科学和医疗频带



2643卫星通信波段：GPS系统、伽利略系统、铱系统



2644超宽波段



264560GHz频段



265结论和展望



参考文献









27运动捕捉和活动分类智能服装设计



271前言



272物理设计



2721带有织物网络的连体衣



2722带有缝制网络的裤子和夹克套装



2723带有缝制网络的现成连体衣



273网络和硬件/软件体系结构



2731网络结构



2732T1和T2节点硬件



2733软件结构



274应用程序



2741应用程序1：服装上的定位传感器



2742应用程序2：运动捕捉服装



2743应用程序3：活动分类



275结论和展望



参考文献







28导电纺织品和纺织品机电传感器



281前言



282基础传感器



283导电纺织品结构



2831定义



2832导电纺织材料的种类



2833导电纺织材料的测量



284织物机械传感器



2841织物压电传感器



2842织物电容传感器



285未来展望



参考文献