智能织物(smart textile)是纺织与电子、信息、生物、医学、新能源等多学科交叉创新产生的新领域。通过在纤维或纤维集合体上融合电路、传感、能量、计算和通信等电子技术，将电子元器件和相关连接装置编织进布料中，可自然地实现人与万物的互联、互通和互动。智能织物不仅将给纺织服装行业带来颠覆式创新，还将促进新型终端的发展。上海应推动智能织物的规模化应用研究，打通从实验室到产业的路径，策源长三角乃至全国向纺织价值链高端攀升。
近年来，随着纺织科技的发展以及电子产品的微型化、柔性化，智能织物不断丰富品类、拓宽应用，逐渐被市场和消费者所接受，成为纺织行业的重要创新方向之一。基于智能织物的终端产品具有传统织物无法实现的能力，例如能看、能听、能说、能感知、能交流、能采集和存储能量，以及能存储和处理数据，将有望成为现有电子终端的重要外延。
智能织物不同于可穿戴，因为其重点是纺织品与电子元件(如微控制器、传感器和执行器)的无缝集成。此外，智能织物不必是可穿戴的。
英国咨询公司Cientifica Research发布的《智能织物应用、技术和市场研究报告》将智能织物技术分为三个不同的代次:第一代技术是将传感器附加到织物上，这是阿迪达斯、耐克和安德玛等主要运动服品牌目前采用的方法。第二代产品是将传感器嵌入到织物中，三星、Alphabet、Ralph Lauren和Flex的最新产品展示了这一点。在第三代
产品中，织物就是传感器，包括AdvanPro、Tamicare和BeBop sensors在内的越来越多的智能织物创新公司在压力、应变和温度传感器制造方面取得了快速进展。
发达国家积极布局
在智能织物领域积极布局的国家主要有美国、德国和日本。
美国是较早开展智能织物研究的国家之一。2015年，美国政府提出了“革命性织物和纤维”的概念。2016 年，美国国防部联合麻省理工学院、斯坦福大学等数十家院校和公司建立了美国先进功能纤维研究中心(AFFOA)，提供超过3亿美元的公私合作资金，开展全国范围内的产学研合作，开发面向未来的纤维和织物。
德国在纺织工程技术领域拥有雄厚的实力，在智能织物领域也有重要布局。2014-2022年，德国实施了名为“未来纺织”(futureTEX)的国家级战略项目。该项目是迄今为止德国最大的纺织联合项目，由300多个合作伙伴构成网络，已成功完成了34个研究项目及其189个子项目，开发了与智能织物相关的创新产品、技术、组织形式和商
业模式。其中包括:研究开发标准化、可生产、可联网的电子纺织品。
日本主要以领军企业主导开发具有智能功能的纺织品。2015年，日本帝人与关西大学的田实佳郎教授合作，研发出了一种可以感知布料“动作”的智能式穿戴织物。同年，东洋纺宣布开发了一种薄膜状导电材料，并与东海大学共同研发运动领域的生物特征信息测量服装，相关产品已于2021年在亚马逊网站发售。2021年，可乐丽也宣布计划进入可穿戴设备领域，探讨把导电性优异的基布材料用于医疗、护理等行业。
国内研发与国外同步
在智能织物基础研究领域，国内的进展几乎与国外同步。其中，复旦大学彭慧胜团队以及东华大学王宏志团队的研究成果值得关注。
2021年，复旦大学彭慧胜团队以“高性能纤维锂离子电池的规模化构建”为题，发表于《自然》主刊。审稿人评价这项工作是“储能领域和可穿戴技术领域的里程碑研究”和“柔性电子领域的一个里程碑”。通过编材制造方法，团队已经获得了高性能的大面积电池织物。如果将电池织物和无线充电发射装置集成，可安全、稳定地为智能手机进行无线充电。同年，团队另一篇论文“大面积显示织物及其功能集成系统”也在《自然》主刊发表，其自主研发的全柔性织物显示系统，可紧贴人体不规则轮廓，像普通织物一样轻薄透气，确保良好的穿着舒适度。
2020年，东华大学先进功能材料课题组王宏志团队在《中国科学:材料科学(英文版)》上发表了题为“基于具有导电双通道的分级多孔结构的可拉伸电热变色纤维”的研究成果。该电致变色纤维可编织成大面积智能变色织物，或植入到织物中形成不同图案，在可穿戴显示和自适应伪装等民用、军用领域具有广泛的应用前景。
智能织物发展的机遇与挑战
2018 年以来，国内不少纺织企业纷纷将产能转移至东南亚或南亚国家，主要产品产量出现负增长，行业逐渐显现衰退迹象。国内纺织业走到了产业技术升级的关键节点:纤维改变导致性能上的变化，使得织物和服装由原先的低功能、低附加值货物转变为高技术、高附加值货物，有望彻底改变现有纺织行业竞争格局。智能织物可能是中国在价值链低端向高端攀升的一个重大机遇。
目前，国内外实验室已经基本实现了基于纤维的“五感”:视觉(光电纤维)、听觉(声感纤维)、触觉(压感和摩擦电纤维)、嗅觉(电子鼻)和味觉(人工舌纤维)。越来越多织物领域技术与通信、传感、能源、人造肌肉、3D 打印、医疗保健、神经科学、纳米科学和先进制造等领域技术结合，碰撞出了新的火花。但要将这些实验室成果转化为真正的商业化产品，还存在诸多产业化瓶颈问题:例如，智能织物大多数研究专注于如何将器件和模块缝制或编织到服装中，以及如何增强可靠性、牢固性等技术问题，而忽视了工程量产技术，导致生产成本高、加工一致性低、缺乏系统研究和标准等问题。此外，学术界和产业界仍在艰难探索如何在保持电子器件功能性和可靠性的同时兼顾织物优异的可穿戴特性和耐用性(经受反复磨损和洗涤)，以及确保智能织物的无毒性和安全性。
上海的基础和未来发展思考
回溯历史，上海是中国纺织业的重要中心之一。上海拥有全国首屈一指的纺织技术研发和人才培育体系，复旦大学、东华大学(原中国纺织大学)均是国内智能织物领域的开拓者。此外，上海是国内集成电路、电子信息、化工等产业的重要创新策源地，在智能织物交叉融合发展方面拥有得天独厚的优势。对此，上海应在国内率先推动智能织物的产业化发展:
一是要跳出传统纺织框架来发展智能织物产业。未来纺织的趋势除了解决穿的问题，还可以走智能化、数字化的路径。
二是要加快推动基础研究成果产业化。上海在智能织物产业化方面并非毫无基础，部分企业还具有一定的创新优势。因此，建议由政府牵头，以应用为主导，推动智能织物与垂直场景创新深度合作，带动产业化技术快速迭代，将上海在上游基础研究上的优势延伸到中游的生产技术领域。
三是要构建完善智能织物创新网络。据国家统计局数据显示，我国纺织行业国有企业占比 1%，大部分为私营企业，而这些企业在研发创新过程中抗风险能力较差。鉴于此，上海应积极营造发展智能织物的良好环境，建立跨领域跨学科跨体制的机制，出台融合创新等措施，汇聚相关机构的创新力量。
内容来源：上海科技简报
