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大纤维:编织未来智能世界
2017年08月13日 11:20 来源:文汇报 作者:江世亮 字号

内容摘要:这张创意图旨在表达纤维、电子、芯片等在未来将融为一体。三维器件:通过三维集成技术将多层二维织物堆叠键合,或将一维纤维与传统三维器件结合,通过穿透衬底的三维互连,实现器件的智能化、超能化、绿色化。

关键词:纤维;智能;编织;大学教授;智能纤维

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  说到纤维,人们马上会联想到纺纱织布。国际上正在酝酿的一场纤维革命,正试图赋予纤维感知和信息处理功能,使传统织物拥有生命和智能。届时,改性后的纤维将作为一种载体,把物理世界、人体世界和虚拟世界连接起来。

  国内专家第一时间捕捉到这一信息,率先在国际上提出“大纤维”概念。当下,国 内外围绕智能纤维研发及其产业化的进程明显加快,尤其是国内一些高校、研发机构及相关行业和企业,已纷纷关注并投身到这一破土而出的新领域。

 

  所有故事源于纤维的改变

  作为构成物质世界和生命体基本组分 (单元) 的纤维和我们人类的生活息息相关,衣被天下的棉麻桑罗、维持生命的基本膳食,究其本源无不是纤维。

  说到纤维,人们马上会联想到一维形态、柔韧性很好的纤细物态。然而时至今日,纤维还是那个纤维,但其内涵已大大改变。由于纳米材料、高分子、半导体电子器件、软件工程、纤维改性等诸多学科和技术的介入,纤维在变得更纤细、更耐磨、更抗拉的同时,正在被赋予电学、光学性能和信息收发、储存功能。目前,国内外实验室都已获得能接收传输电信号或是能发光、发热、储能的纤维。

  一个以新型纤维材料为基础,具备多材料、多结构、多功能特点,能够感知、计算、储能、通信、执行的新型智能材料家族,已经开始出现并走向市场。与此同时,纤维的超高性能化和绿色化将成为未来主流趋势;智能、超能、绿色特征的进一步交叉融合,将催生许多全新的纤维品种,其中相当比例最终将转化为巨大的商业价值。这一大类完全跨界的未来新型品类称为“大纤维”,支撑大纤维的是一门新的交叉学科,不妨叫“大纤维科学”。

  中国人首先提出“大纤维”概念

  值得一提的是,由中国跨界专家组成的一个工作组两年前就关注到这一大变革趋势,并一直在不遗余力地做这方面的信息收集、研判、传播工作,并在一年前提出“大纤维”概念。所谓“大纤维”,是指基于材料、信息、机械、生物、能源等学科领域的技术突破与交叉融合,以“智能、超性能、绿色”为特征,具有多功能、多结构、多材料特性,能够对传统产业集群起到高渗透性、颠覆性、革命性提升效果的新一代纤维。

  上述大纤维定义已得到包括美国工程院院士程正迪教授在内的一批该领域权威专家认可。他们认为,“大纤维”的表述较智能纤维等,更接近现在人们对这场纤维革命本质的理解。

  纤维改变导致的性能上的变化,使得织物和服装由原先的低功能物品转变为高技术物品成为可能。美国在一年半前提出“革命性织物和纤维”的概念,这里说的革命性织物和纤维就是多材料、多结构的智能纤维。在这样的纤维变革背景下,未来纺织业将不再只是纺纱织布的概念,而是在提供满足各种保暖、美观需求的同时,派生出健康健身、节能环保、智能通信服务等一系列功能产品和服务行业。这也将是继20世纪硅基芯片发明带给人类社会翻天覆地变革后,由纤维带来的势必搅动21世纪社会进步进程的产业革命。

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