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无源温致形变纤维及其自调温面料关键技术

发布时间: 2025-05-07

基本信息

合作方式： 技术转让
成果类型： 发明专利,实用新型专利
行业领域：
制造业,纺织业
成果介绍
本项目“无源温致形变纤维及其在自调温面料上的应用”聚焦于开发一种基于温度自感知纤维与中空间隔织物协同作用的智能调温面料，通过多尺度结构调控策略，优化纤维的微观结晶/非晶相结构与形貌，显著增强其“热缩冷胀”的温致形变效应。创新性体现在三方面：一是通过调控纤维分子链取向及非晶相拉伸态，提升驱动行程与响应速度；二是构建热力学模型优化中空织物组织设计，强化驱动力传递效率，动态调控静止空气层厚度，实现面料热阻提升30%以上；三是无需外接能源，仅凭环境温差即可激活纤维形变，赋予服装自适应调温功能。开发温致形变纤维和轻量化智能调温面料可广泛应用于低温作业防护服、智能户外服装及医疗防护领域，显著减轻传统厚重服装对作业人员的生理负担，提升热舒适性与工作效率。
成果亮点
项目组成功开发出基于温度自感知纤维与中空间隔织物协同作用的智能调温面料。通过多尺度结构调控，实现纤维微观结晶/非晶相优化，纤维温致形变性能显著提升，驱动行程较传统材料提高80%，响应速度达秒级，热阻提升超30%。基于温致形变纤维制成的中空织物组织通过热力学模型与有限元分析优化，驱动力传递效率提升25%，结合异形截面纤维与多层结构设计，实现驻留空气层体积动态扩展，突破传统静态隔热局限。项目创新性提出无源自适应机制，仅凭环境温差即可激活纤维“热缩冷胀”效应，响应温度范围覆盖-20℃至35℃，温致形变可逆循环超1000次，材料耐用性优异。研发的轻量化智能面料（克重降低20%）已通过实验室验证，可替代羽绒等传统材料，应用于低温作业防护服、智能户外装备及医疗恒温护理领域，有效解决厚重服装灵活性差、热舒适性不足等问题。项目完成专利布局8项，样机开发及规模化生产工艺成熟，预计可减少服装行业碳排放15%以上，兼具经济与社会效益。团队依托北京服装学院纤维材料学科优势，联合多家配套生产企业，整合纺丝设备创新与织造工艺优化，攻克纤维驱动效率低、织物应力传递难等瓶颈，推动智能调温面料从实验室走向产业化。
团队介绍
团队所在实验室为北京服装学院的服装材料研究开发与评价北京市重点实验室和北京市纺织纳米纤维工程技术研究中心。北京市重点实验室和工程中心是专注于新型化学纤维、纺织面料、染整技术及纺织助剂的综合研究机构，并围绕服装材料“功能化、智能化、高性能化、绿色化”开展纺织纳米纤维材料的制备、性能研究、工程化及应用推广，同时针对服装行业全产业链中服用纤维材料开展研究及工程化，在纺织复合材料、纳米材料等材料科学领域多次承担国家重点研发项目和国家自然科学基金项目，并获得过多次国家科学进步奖和省部级科学技术奖项，具备完整的科学研究体系。
成果资料