一月份，拉斯維加斯變成了發(fā)現(xiàn)消費(fèi)類電子產(chǎn)品最新趨勢的地方。在2014年的消費(fèi)電子展(CES)上，可穿戴設(shè)備吸引了大多數(shù)人的注意力。這包括許多可穿戴在身上的小設(shè)備，從類似于谷歌眼睛(Google Glass)的各種嵌有攝像頭和屏幕的眼鏡，到能夠監(jiān)視心臟速率或轉(zhuǎn)發(fā)短信的手環(huán)和手表。甚至還有提醒你在沙漠烈日中暴曬過多的珠寶。
但是，它們并沒有給時(shí)尚達(dá)人們留下深刻的印象。一位專欄作家抱怨到，對于任何一位有衣著品味的人來說，這些新設(shè)備都過于笨重和怪異，因而無法穿戴。
這種情況即將發(fā)生改變。隨著導(dǎo)電纖維技術(shù)的進(jìn)步，織物本身就可以成為一個(gè)電子設(shè)備，并被嵌入到最時(shí)尚的服裝里。而且，由于纖維要比金屬絲輕得多，所以它也將提高許多其它產(chǎn)品的性能。
由于大多數(shù)導(dǎo)電纖維具有可伸縮性，所以它們即使反復(fù)彎曲也不會像金屬線那樣斷裂。這意味著它們可以通過機(jī)器進(jìn)行加工，或直接繡在布料上，像普通衣物那樣在穿戴后進(jìn)行洗滌。美國貿(mào)易組織導(dǎo)電纖維制造協(xié)會(Conductive Fibres Manufacturing Council)的負(fù)責(zé)人雨果·塔克(Hugo Trux)表示，隨著成本的下降和使用范圍的增加，這種導(dǎo)電纖維將成為一項(xiàng)快速增長的業(yè)務(wù)。
導(dǎo)電纖維的使用給各種新設(shè)計(jì)帶來了可能性。例如，位于倫敦的公司Intelligent Textiles已與英國和加拿大軍隊(duì)合作生產(chǎn)戰(zhàn)斗服，這種衣服可通過導(dǎo)電纖維來傳遞電力，現(xiàn)在越來越多的士兵穿著它們執(zhí)行任務(wù)。斯坦·斯沃洛(Stan Swallow)是該公司的主管之一，他表示，利用電纜和電池制成的戰(zhàn)斗服往往會產(chǎn)生”圣誕樹效應(yīng)”，而利用導(dǎo)電纖維能夠消除這種效應(yīng)。相反，單個(gè)電池組的電力可被注入腰帶或防彈背心中，并傳送到士兵所穿的任何裝備中。
智能襯衫
它不僅是一種可被嵌入布料中的電源線，還是一種電子器件?？屏?middot;科克(Colin Cork)及其同事來自英國諾丁漢特倫特大學(xué)(Nottingham Trent University) 的高級紡織品研究小組(Advanced Textiles Research Group)，他們利用鍍銀電線把天線嵌入到了襯衫中。在某些情況下，這種天線幾乎是無法看到的。用戶通過穿戴設(shè)備來操控這種內(nèi)嵌天線，可發(fā)送和接收無線電信號，或者是提高該設(shè)備自身的傳輸范圍。
有些公司想要利用這個(gè)想法，將射頻識別裝置隱藏到貴重的時(shí)尚商品中。即使是在輕薄的衣物中，這種做法也有望實(shí)現(xiàn)。被編織在衣物中的射頻識別裝置可以通過無線閱讀器來操控【毫無疑問，這最終將通過智能手機(jī)中的應(yīng)用程序來操控，但這也可能導(dǎo)致一些尷尬情況的發(fā)生，比如當(dāng)別人掃描你新買的普拉達(dá)(Prada)時(shí)，可能會發(fā)現(xiàn)它是一個(gè)山寨貨】。
研究人員還能夠利用導(dǎo)電纖維將字母數(shù)字和音樂鍵盤嵌入到布料中。觸碰一個(gè)特定的按鍵可驅(qū)動(dòng)一個(gè)電荷，而電荷可被嵌入式處理器檢測到。通常的想法是將衣物中的電子裝置與傳統(tǒng)的夾式設(shè)備連接起來。
掃一眼智能手機(jī)，佩戴者將看到”禪指數(shù)”(Zen index)上的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及其它數(shù)據(jù)
德國運(yùn)動(dòng)服生產(chǎn)商阿迪達(dá)斯(Adidas)已經(jīng)開始將導(dǎo)電纖維織入有彈性的衣服中，來制造”紡織電極”。它們的尺寸只有幾平方厘米，可以接收心臟和其它肌肉產(chǎn)生的信號。紡織電極收集的數(shù)據(jù)將通過衣物被傳送給一個(gè)夾在襯衫或運(yùn)動(dòng)上衣上的小型裝置。反過來，該裝置通過無線將信號傳遞到用戶的移動(dòng)電話中，進(jìn)行處理和顯示。
紡織電極觸摸起來幾乎無法覺察，并且在貼著皮膚時(shí)不需要任何粘性物質(zhì)來幫助其工作（雖然汗水確實(shí)提高了其信號質(zhì)量）。阿迪達(dá)斯可穿戴電子的負(fù)責(zé)人斯泰西·布爾(Stacey Burr)說，運(yùn)動(dòng)員可將收集到的數(shù)據(jù)直接傳送給教練，或病人可直接將數(shù)據(jù)傳送給醫(yī)生。而且這種技術(shù)的成本也不是特別高。在德國，一些公司的”傳感器服裝”的售價(jià)不超過60歐元（約合81美元）。
現(xiàn)在，阿迪達(dá)斯利用嵌有彈性導(dǎo)電纖維的運(yùn)動(dòng)上衣來測量佩戴者的呼吸。嵌入式設(shè)備將一個(gè)小電荷傳遞到綁在胸部上的導(dǎo)電纖維衣服中。由于纖維在拉伸后導(dǎo)電性只會略微減小，所以這種衣服可以計(jì)算出進(jìn)入到肺部中的空氣量。伯爾說，阿迪達(dá)斯會首先將這種衣服提供給需要詳細(xì)性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的運(yùn)動(dòng)員。該系統(tǒng)被稱為呼吸感應(yīng)體積掃描技術(shù)(RIP)，它可被嵌入到附加套件中供醫(yī)療使用。
許多其它體感類衣服正在研發(fā)之中。在柏林弗勞恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute)中，研究人員已經(jīng)制造出一種能夠測量肩部和頸部大塊斜方肌的電活動(dòng)的紡織電極。該系統(tǒng)能夠辨別生理和心理壓力之間的不同；可通過不必要的收緊肩膀動(dòng)作來識別后者。這樣的衣服可以提醒佩戴者何時(shí)是鍛煉過程中的最好休息時(shí)間。托斯滕·林茨(Torsten Linz)是該研究團(tuán)隊(duì)的成員之一，他表示，基于同樣的目，將常規(guī)電極附加到其他人的身體上時(shí)，也會使他們產(chǎn)生壓力。
美國弗吉尼亞理工學(xué)院(Virginia Tech)的研究人員利用導(dǎo)電布料，從固定在襯衫袖口和衣服其它部位的微型陀螺儀和羅盤來回傳輸電能和數(shù)據(jù)。該大學(xué)的教授湯姆·馬丁(Tom Martin)說，這個(gè)想法是為了記錄和傳輸年老病人的行動(dòng)，并將數(shù)據(jù)傳輸給治療師或醫(yī)生。馬丁博士說，這種計(jì)算機(jī)分析尚不完善。例如，該系統(tǒng)可能會將事實(shí)上梳過頭的病人判定為刷過了牙。
OMsignal是蒙特利爾的一家初創(chuàng)公司，該公司負(fù)責(zé)人喬安娜·波哲斯卡(Joanna Berzowska)估計(jì)，導(dǎo)電纖維將在”生活方式”方面產(chǎn)生廣泛的吸引力。該公司計(jì)劃開始銷售”每天都想要穿戴的智能服裝”。這種服裝將使用混合了銀和鋼的紡織材料來報(bào)告肌肉的活動(dòng)。掃一眼智能手機(jī)，佩戴者將看到”禪指數(shù)”(Zen index)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及其它數(shù)據(jù)。
燈光秀：由發(fā)光二極管和電路織成的衣物
除了增加服裝的功能性外，導(dǎo)電纖維作為一種輕型材料具有巨大的潛力。國家機(jī)電部(CFMC)貿(mào)易集團(tuán)估計(jì)，一架典型的客機(jī)每減少一公斤的重量，就可節(jié)省價(jià)值2200美元左右的燃料成本。利用天然或合成的導(dǎo)電纖維替換金屬線路后，飛機(jī)的重量可以減少許多。在一架大型飛機(jī)中，所有的電纜和編織屏蔽線路的長度大約有320公里，后者可以防止信號干擾。
棉絲品牌ARACON是生產(chǎn)這種導(dǎo)電纖維的制造商之一，空中客車(Airbus)、波音公司(Boeing)、龐巴迪公司(Bombardier)和巴??西航空工業(yè)公司(Embraer)的部分飛機(jī)在制造時(shí)也采用了這種纖維。ARACON品牌是由杜邦公司(DuPont)研發(fā)的，以替代其旗下的纖維品牌凱芙拉(Kevlar)，而后者被用于防彈背心和鼓皮等產(chǎn)品的生產(chǎn)。Micro-Coax是賓夕法尼亞的一家公司，通過將銅、鎳和銀涂到凱芙拉纖維上來生產(chǎn)ARACON導(dǎo)電纖維。按照這種方式合成的纖維不僅比金屬絲輕，而且比它更結(jié)實(shí)、更有彈性，因此它在與飛機(jī)等復(fù)雜機(jī)器連接時(shí)會更加耐用。
進(jìn)入軌道
由于ARACON的制作成本較高，所以它的使用基本上僅限于航天器，這種設(shè)備在發(fā)射時(shí)每減少1公斤，就可節(jié)省2.5萬美元的成本。然而，隨著訂單的增多，以及在向制造過程投資200萬美元后，現(xiàn)在的銷售價(jià)格降了下來。Micro-Coax的技術(shù)專家羅恩·桑德斯(Ron Souders)說，僅在過去的一年，價(jià)格就下降了一半左右。
Syscom Advanced Materials是俄亥俄州哥倫布市的一家導(dǎo)電纖維制造商，該公司的前高管阿爾·亞伯(Al Abel)說，在一、二十年前，最傳統(tǒng)的金屬電線風(fēng)靡一時(shí)，但隨著導(dǎo)電纖維的改良，電線的使用方式正在被重新定義。最終，甚至輸電線路都將被替換為鋁或銅等結(jié)實(shí)的合成纖維，比如柴隆(Zylon)，該品牌的合成纖維已經(jīng)被用于保護(hù)一級方程式(Formula 1)賽車的駕駛艙。亞伯估計(jì)，這種纖維可以使輸電線的重量減少三分之一左右，而且至少要結(jié)實(shí)數(shù)倍。這意味著輸電線路在暴風(fēng)雨中斷裂的情況將會遠(yuǎn)遠(yuǎn)減少。
公司生產(chǎn)這種導(dǎo)電纖維的方式各有不同。紡織品可以與不銹鋼或其它金屬絲簡單地編織在一起，或者在鋁和鎂等液態(tài)金屬中浸泡一下即可。另一種方式是將纖維的表面進(jìn)行熔化，直到其足夠黏住噴射出來的碳粒子。一個(gè)相對比較棘手的方式是將纖維浸泡在鈀鹽和鍍鎳液中后，再將其浸泡到硫酸中以覆蓋上一層鎳晶體。然后這種即時(shí)導(dǎo)電纖維被放置到帶電銅錠溶液中，在其表面上鍍上一層銅顆粒。亞伯幫助Syscom Advanced Materials設(shè)計(jì)出了這個(gè)過程，之后他離開了該公司，并開發(fā)出一套能夠利用離子束驅(qū)動(dòng)金屬粒子的系統(tǒng)，使這些粒子像”數(shù)以億計(jì)微型子彈”那樣覆蓋到纖維表面。
這個(gè)過程通常不會耗費(fèi)許多金屬。例如，銅纖維中的銅含量可能只有實(shí)芯銅線的三分之一。法國公司R.STAT生產(chǎn)的不銹鋼纖維的直徑低于12微米，還不到人類頭發(fā)絲直徑的一半。R.STAT的經(jīng)理帕斯卡爾·彭妮農(nóng)(Pascal Peninon)表示，這種纖維是如此的柔軟，以至于人們無法分辨出它是由鋼制成的。
更奇特的應(yīng)用方式不斷涌現(xiàn)。CanShielding是安大略的一家公司，它正在研發(fā)輕質(zhì)碳纖維和銀纖維的工作裙，來保護(hù)X射線技術(shù)人員。這種裝束比技術(shù)人員現(xiàn)在所穿的厚重裝備更舒適。該公司還在研發(fā)一種可以吸收部分雷達(dá)信號的織物。
在未來，智能內(nèi)衣很可能成為一種炙手可熱的時(shí)尚產(chǎn)品。一家美國內(nèi)衣公司已經(jīng)對一種名為Fabcell的織物產(chǎn)生興趣，當(dāng)該織物中的纖維被電池加熱時(shí)，其中的液晶油墨會改變織物的顏色，該織物的發(fā)明者安吉拉·脇田(Akira Wakita)說，他來自日本慶應(yīng)大學(xué)(Keio University)。SwicoFil是瑞士一家生產(chǎn)系列導(dǎo)電纖維的公司，它的成果包括為奢華內(nèi)衣品牌Rococo Dessous制造的黃金絲線內(nèi)衣。所以，倫敦、米蘭、紐約和巴黎的時(shí)裝表演一定會變得更加有趣。
英文原文：
http://www.economist.com/news/technology-quarterly/21598328-conductive-fibres-lighter-aircraft-electric-knickers-flexible-filaments