第3節(jié)　功能性服飾——滿足四季美麗、舒適需求

服裝面料的發(fā)展是隨著人類科技水平的進步和應(yīng)用領(lǐng)域的需求變化而發(fā)展的。人類在漫長的發(fā)展過程中，找到并真正利用的天然纖維不過幾種或十幾種。天然纖維穿著舒適，但其占用土地，加工費時費力、產(chǎn)量有限，滿足不了人類日常需要。而化纖面料因結(jié)實耐用、易打理、具有抗皺免燙特性、可進行工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)而獲得快速發(fā)展。當人類進入化纖時代后，在短短的百年間，發(fā)明的化纖新品種就達上百種。但隨著人們生活水平提高，穿衣講究舒適性和時尚化，化纖面料的吸濕性差、舒適性差、手感差等弱點又凸顯出來。于是，從天然纖維的舒適性入手，以天然纖維為“藍本”，對化纖進行仿真、超真改造，增加功能性，服裝面料獲得大發(fā)展，各種功能性材料涌現(xiàn)出來。

1. 新型纖維應(yīng)運而生

（1）天然纖維無害化

天然纖維依然是服裝面料的主要纖維，但其種植過程中大量使用農(nóng)藥、除草劑、化肥等，會引起損害環(huán)境和人類健康的問題，需要對它進行無害化處理。這時候基因研究就大派用場了，例如將從天然細菌芽孢桿菌變種中取出的基因植入棉株中，使轉(zhuǎn)變基因后的棉株不再有蟲害；在棉株中植入不同顏色的基因，使棉桃在生長過程中具有不同的顏色，成為天然彩色棉，避免了印染對環(huán)境的污染，也杜絕了面料上的染料及殘留化學(xué)品對人體皮膚造成的傷害。

麻纖維在種植期間無需殺蟲劑和肥料，且具有抗霉抑菌、防臭防腐、堅牢耐用的特點，服用性能良好，可謂綠色環(huán)保材料。

（2）纖維功能化、智能化

化纖作為人造的高分子聚合物，在生產(chǎn)過程中可以預(yù)先設(shè)計其功能性。例如，可添加銀、氧化鋅等具有殺菌消毒作用的微粒抗菌劑，使其具有抗菌保健功能。添加礦物微粉或陶瓷粉末，使其具有低輻射功能或遠紅外輻射功能，可有效地減少陽光中紫外線對人的傷害，或在常溫下吸收人體及周圍環(huán)境散發(fā)的熱量產(chǎn)生遠外線，輻射到人體皮下組織，產(chǎn)生熱效應(yīng)，達到促進人體細胞新陳代謝的目的。利用微膠囊技術(shù)，將多種具有醫(yī)用療效的物質(zhì)通過印染、整理等方式固定在纖維中，使穿著者在穿用過程中隨著保健物質(zhì)的慢慢釋放，亨受到長期輔助治療的作用。這樣做顯然比改造天然纖維更容易、更經(jīng)濟，而且效果更顯著。此外，一些化纖自身由于高聚物的特性和特點也帶有功能性。例如，腈綸的大分子結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，有耐紫外線輻射的本領(lǐng)，加上腈綸采用陽離子染色，不僅色彩鮮艷，而且耐曬牢度極高，于是人們把腈綸織物用作遮陽類產(chǎn)品；錦綸的耐磨性使它廣泛用于運動服裝；對位芳綸的高強性使它用于防彈服；氯綸和異對位芳綸的耐高溫特性使它們被廣泛用作阻燃產(chǎn)品。

（3）特種纖維實用化

不銹鋼纖維具有永久的防靜電和抗菌功能，當不銹鋼含量達到25%以上時，就有雷達可探性能，因而可在野外、海上等運動和作業(yè)環(huán)境中應(yīng)用。

活性碳纖維能吸收氣味，可用于制作防化兵和醫(yī)務(wù)工作者以及化工人員的防護服，用碳纖維和Kevlar纖維混紡制成的防護服，能短時間進入火焰而對人體有充分的保護作用。

2. 特殊用途的“衣服”

（1）防彈衣是用什么材料制成的

1945年6月，美軍研制成功鋁合金與高強尼龍組合的防彈背心，型號為M12步兵防彈衣。其中的尼龍66(學(xué)名聚酰胺66纖維)是當時發(fā)明不久的合成纖維，其強度幾乎是棉纖維的2倍。以尼龍為原料的防彈衣能為士兵提供一定程度的保護，但體積較大，重量也高達6千克。20世紀70年代初，美國杜邦(DuPont)公司研制成功一種具有超高強度、超高模量、耐高溫的合成纖維——凱芙拉(Kevlar)，這是一種芳香族聚酰胺纖維（簡稱“芳綸”），很快就在防彈領(lǐng)域得到了應(yīng)用。新防彈衣以Kevlar纖維織物為主體材料，以防彈尼龍布作封套，防彈性能大為提高，同時質(zhì)地較為柔軟，適體性好，穿著也較為舒適。隨后Kevlar在各國軍隊的防彈衣中得到了廣泛的應(yīng)用，并不斷更新?lián)Q代。

Spectra纖維是一種超高分子量聚乙烯纖維，重量輕盈，可在水上漂浮，然而在同等重量情況下其強度卻比鋼材要高15倍。憑借霍尼韋爾獨有的Shield專利技術(shù)，一根根平行并排的合成纖維絲通過樹脂系統(tǒng)固定聯(lián)結(jié)起來。然后將多層此類材料以直角形式交叉層疊，并采用熱壓工藝融合成復(fù)合結(jié)構(gòu)，從而使得該材料可以更有效地阻止射彈，同時射彈的沖擊能量也可以沿著纖維的方向快速消散。Spectra Shield材料的應(yīng)用大大提升了防彈板的防彈性能，因而使得供應(yīng)商可以設(shè)計出穿戴更加舒適的產(chǎn)品。

Kevlar和Spectra纖維的出現(xiàn)及其在防彈衣上的應(yīng)用，使以高性能紡織纖維為特征的軟體防彈衣逐漸盛行。

現(xiàn)在，英國布里斯托爾國防航空業(yè)巨頭BAE系統(tǒng)公司的一個科學(xué)家小組正開發(fā)一種創(chuàng)新技術(shù)，與凱芙拉纖維結(jié)合制造出液體防彈衣。其組成簡單地說有三層：第一層和第三層是凱芙拉纖維，第二層是特殊液體——剪切增稠液（STF），該物質(zhì)含有大量懸浮在無毒聚乙烯醇流體中的硬質(zhì)納米級硅膠微粒。正常情況下STF就像其他液體一樣，很柔軟，可以變形。一旦彈片或彈頭撞擊到它，這種液體瞬間凝結(jié)成塊，形成固定結(jié)構(gòu)，吸收撞擊在它表面的彈片產(chǎn)生的沖擊力，阻止彈體穿過，從而保護戰(zhàn)士的生命安全。變硬只是幾毫秒內(nèi)的事，很快，這件防彈衣又變得柔韌了。

（2）最“貴”“重”的“衣服”——航天服

宇航員進行太空飛行必須穿著特殊材料、選用特殊工藝、經(jīng)過特殊加工和特殊技術(shù)制成的航天服，這是世界上最“貴”“重”的“服裝”，造價可達上千萬美元，它也是高科技領(lǐng)域的尖端技術(shù)代表，是保障航天員生命安全的最重要的個人救生設(shè)備。

航天服一般由壓力艙、頭盔、手套和靴子組成，其結(jié)構(gòu)可分為軟式、硬式和軟硬混合式。按功能，航天服可分為艙內(nèi)航天服和艙外航天服兩大類。

艙外航天服的面料采用高級混合纖維，具有高強度、耐高溫、抗撞擊和防輻射的特性。它能夠供給氧氣，自帶特制的抵御低溫的蓄電池。它背上有一個生態(tài)包，許多設(shè)備隱身其中。與艙內(nèi)航天服相比，多了防護層、液冷層和真空隔熱層。

艙內(nèi)航天服從外到內(nèi)分別是限制層、氣密層和散濕層。限制層由耐高溫、抗磨損材料制成，用來保護服裝內(nèi)層結(jié)構(gòu)，保證航天員穿著舒適合體；氣密層由涂有丁基或氯丁橡膠的織物制成，防止服裝加壓后氣體泄漏；散濕層與內(nèi)衣褲連在一起，有許多管道，采用抽風(fēng)或通風(fēng)將氣流送往頭部，然后向四肢軀干流動，經(jīng)肢體排風(fēng)口匯集到總出口排出，帶走人體代謝產(chǎn)生的熱量。

2008年9月27日，神舟七號航天員翟志剛成功進行太空行走，中國研制的第一套艙外航天服第一次在距地球300多公里的茫茫太空“亮相”。這套“飛天”航天服軀干殼體為鋁合金薄壁硬體結(jié)構(gòu)，壁厚僅1.5mm，卻有極高的強度要求。抗壓能力超過120kPa，經(jīng)得起地面運輸、火箭發(fā)射時的震動，還要連接服裝的各個部位，承受整套服裝120kg的重量。服裝的氣液控制臺，可自動控制氣體、液體流動，使航天員得到適宜的空氣和溫度。航天服最外層的防護材料，面料可耐受正負100℃以上的溫差變化。服裝攜帶的氧氣瓶，采用復(fù)合壓力，既保證安全又能帶盡可能多的氧氣。一套艙外航天服相當于一個獨立的載人航天器。

（3）避火神衣消防服

古典小說《西游記》中講到，唐僧身上的袈裟就是一件烈火不侵的寶衣。時至今日，神話已經(jīng)變成了現(xiàn)實，五花八門、千姿百態(tài)的阻燃織物如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。

消防服是保護消防隊員人身安全的重要裝備之一，消防戰(zhàn)斗服衣料通常由防火表層、隔水層、隔熱層和阻燃舒適里料組成。防火層通常由阻燃纖維織物（多為Nomex、Kevlar、PBI、Matrix等纖維）與真空鍍鋁膜的復(fù)合材料制作而成，不含石棉，具有密度小、強度高、阻燃、耐高溫、抗熱輻射、防水、耐磨、耐折、對人體無害等優(yōu)點，能有效地保障消防隊員、高溫場所作業(yè)人員接近熱源而不被酷熱、火焰、蒸氣灼傷。中間隔水透氣層為基布與不同膜結(jié)構(gòu)材料復(fù)合而成，常用聚四氟乙烯微孔膜。內(nèi)層多用芳綸或與其他阻燃材料制成混合氈，起到隔熱、柔軟的作用。

（4）神奇的鯊魚皮泳衣

鯊魚皮泳衣（shark-skin like swimsuit）是Speedo公司出產(chǎn)的一種模仿鯊魚皮膚制作的高科技泳衣，又被稱為神奇泳衣、快皮。1999年10月，國際泳聯(lián)正式允許運動員穿鯊魚皮泳衣參賽，2004年、2007年、2008年第2、3、4代鯊魚皮泳衣分別面市。國際泳聯(lián)于2009年7月底做出了決定：從2010年起，禁止在比賽中使用高科技泳衣，泳衣材料必須為紡織物，泳衣不得覆蓋四肢，新規(guī)則使用前世界紀錄不作廢。鯊魚皮泳衣近十年的輝煌歷史由此走到盡頭。

鯊魚皮泳衣的核心技術(shù)在于模仿鯊魚的皮膚。生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，鯊魚皮膚表面粗糙的V形皺褶可以大大減少水流的摩擦力，使身體周圍的水流更高效地流過，鯊魚得以快速游動。快皮的超伸展纖維表面便是完全仿造鯊魚皮膚表面制成的。此外，這款泳衣還充分融合了仿生學(xué)原理：在接縫處模仿人類的肌腱，為運動員向后劃水時提供動力；在布料上模仿人類的皮膚，富有彈性。實驗表明，快皮的纖維可以減少3%的水阻力，這在1%秒就能決定勝負的游泳比賽中有著非凡意義。根本原因：“鯊魚皮”使用了能增加浮力的聚氨酯纖維材料。

3. 纖維小知識

（1）什么是莫代爾？

莫代爾（Modal）纖維是奧地利蘭精(Lenzing)公司開發(fā)的高濕模量再生纖維素纖維，原料采用歐洲的櫸木，先將其制成木漿，再通過專門的紡絲工藝加工成纖維。莫代爾具有棉的柔軟、絲的光澤、麻的滑爽，其吸水和釋放水分子速度比一般純棉高50%，透氣性能優(yōu)于棉，手感爽滑、細膩、懸垂性好、色澤鮮亮、耐磨防皺，具有較高的上染率。織物顏色明亮、飽滿、印花圖案分色清晰。莫代爾被廣泛運用于人們的貼身衣物制造和家用紡織品中，其柔軟光滑的特性會讓人們穿著非常的健康舒適，也可以與其他材質(zhì)的面料一起混紡，形成不同感覺的面料。

（2）你知道纖維粗細如何表示嗎？

由于纖維長絲與紗線形狀不規(guī)則，且紗線表面有毛羽（伸出的纖維短毛），因此很少用直徑表示其細度，多使用旦數(shù)或下列幾個單位表示天然絲或化學(xué)纖維粗細的程度。

特克斯：簡稱特，符號為tex。在公定回潮率下，長度為1000m紗線的重量克數(shù)，1tex=1g/1000m。特克斯越大，紗線越粗。

旦尼爾（Denier）：簡稱旦，符號為D。在公定回潮率下，9000m長的纖維的重量克數(shù)，1D=1g/9000m。1tex=9D。當纖維的密度一定時，旦數(shù)越大，纖維越粗。由于D×1.111=dtex，旦和分特相近，所以dtex也較常用。

公制支數(shù)（N）：在公定回潮率下，每一克重纖維或紗線的長度米數(shù)。公制支數(shù)越大，紗線越細。書寫方法：數(shù)字/股數(shù)，如：32/3。

英制支數(shù)（S）：在公定回潮率下，每一磅（0.4536kg）重的纖維或紗線長度為840碼時為一英支。英支越大，紗線越細。書寫方法：數(shù)字S/股數(shù)，如32S/3。

（3）超細纖維

超細纖維又稱超細旦。一般把纖度0.3旦（直徑5μm）以下的纖維稱為超細纖維。國外已制出0.00009旦的超細纖維，如果把這樣一根纖維從地球拉到月球，其重量也不會超過5g。因為它比傳統(tǒng)的纖維細，所以比一般纖維更具蓬松、輕薄、柔軟的觸感，且能克服天然纖維的易皺、人造纖維不透氣的缺點，吸濕快干性能優(yōu)越。此外，它還具有保暖、不發(fā)霉、無蟲駐、質(zhì)輕、防水等許多無可替代的優(yōu)良特性。超細纖維的品種有超細旦黏膠絲、超細旦錦綸絲、超細旦滌綸絲、超細旦丙綸絲等。

細旦、超細旦纖維所制得的織物具有常規(guī)化纖和天然纖維所無法比擬的特點和風(fēng)格，其中最突出的是柔軟性好，更富于絲綢感。

由于細旦化纖的微細結(jié)構(gòu)，在織物中纖維根數(shù)增多，帶來了“微氣室”效應(yīng)，提高了織物的保溫（暖）性和隔音性。

超細旦纖維比表面積大，有利于提高織物的吸濕性，并有明顯而特殊的毛細管現(xiàn)象，輸導(dǎo)水氣性能良好，不僅改善織物染色性能，而且也改善了服用的舒適性。