智能电子纺织品作为新兴技术领域的研究热点，近年来获得快速发展，并在运动监测、医疗健康等领域展现出广阔应用前景。然而，其实际应用中常面临难以兼顾高灵敏度和穿着舒适度的难题，例如多项功能层的叠加使得织物厚重不透气，人体高强度运动时会因汗液积聚而引发不适，还会导致传感器的信号受到干扰。此外，长期户外环境使用下，紫外线辐射易引发材料老化；复杂的生产工艺导致难以实现规模化生产，这些问题均制约了智能电子纺织品在户外运动装备和长期健康监测设备中的广泛应用。

近日，江南大学孙丰鑫团队提出一种纱线编织一体成型的超构织物，实现了高性能传感、辐射冷却和跨梯度导湿多功能的无缝集成。该研究受气泡高弹特性启发，首先采用发泡技术制备高灵敏压阻纱，结合编织工艺形成双模态传感的纱线交织点阵，并将传感点阵无缝嵌入织物内层，构建出稳定的交织感应网络，提升了传感的稳定性和鲁棒性。织物表层和里层功能纱线配置有效增强了人体红外辐射和户外太阳光谱的反射能力，实现了高效的被动降温效果。通过接结纱的拓扑结构设计，优化了汗液传导路径，促进了微量液体条件下的高效跨梯度汗液传导效率，从而有效提升了织物在热湿环境下的穿着舒适性。该研究可为基于结构和几何设计的热湿管理电子纺织品设计提供新思路，有助于推进可穿戴技术在户外运动、健康监测等领域的推广与实际应用。

智能电子纺织品制备与传感性能

将气泡压阻纱线和交叉缠绕纱线正交相叠，构建网格化传感阵列。气泡压阻纱线以银镀尼龙为电极核心，表面涂覆含碳粉和铜纳米颗粒的PDMS混合材料并通过高温发泡形成气泡结构，实现高灵敏度压力检测。可拉伸传感纱线以弹性氨纶为芯纱，将镀银尼龙围绕芯纱交叉缠绕形成稳定的导电网络用于应变检测。这些功能纱线通过剑杆织机进行织造，制备出的一体成型智能电子纺织品展现出高压力灵敏度、应变灵敏度及优良的耐久性。独特的编织结构确保了传感单元在洗涤、摩擦和紫外线照射等严苛条件下的稳定性，同时实现了传感信号采集与穿戴舒适性的平衡。

图1. 智能热湿管理电子纺织品分层结构设计与工业化制造

图2. 双模态传感纱结构设计与传感性能表征

图3. 智能热湿管理电子纺织品的分层结构设计与传感性能表征

智能电子纺织品热湿管理性能

织物的表层结构采用PLA-ZnO纱线，实现高太阳光反射率（90.0%）和中红外发射率（90.5%）；里层选用具有优良中红外透射率的PE纱线，促进人体热量散发，并通过接结纱线构建定向导湿通道。热湿性能测试结果显示，该纺织品可在0.2秒内将水分从疏水面快速输送到亲水面，水分蒸发速率显著优于商用棉织物，户外测试中能使皮肤温度比棉织物降低约5.9℃。

图4. 基于接结拓扑的热湿管理电子纺织品的单向导湿性能表征

图5. 智能热湿管理电子纺织品的辐射制冷性能表征

图6. 智能电子织物的户外运动穿戴实验以及人体运动监测与行为分析

该研究通过在纺织品中进行多级结构和拓扑构形设计，实现热湿管理和感知功能的无缝集成，可为户外运动、健康监测等场景提供更可靠的智能穿戴方案，并有望拓展至医疗康复、虚拟现实交互等领域。相关成果以“Knot-Patterned Treble-Weaving Smart Electronic Textiles With Advanced Thermal and Moisture Regulation for Seamless Motion Monitoring”为题发表于期刊《Advanced Functional Materials》上。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202501912

（来源：高分子科学前沿）