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2024年 第32卷 第2期    刊出日期：2024-02-10

上一期   

基于柔性传感技术的中医脉诊信息采集手套的研制

王葎菲, 朱伟刚, 罗坚义, 黄爱萍, 谢 勇

2024, 32(2):  1-8. 

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针对当前中医脉诊设备体积庞大、操作环境条件要求较高、灵敏度较低以及操作繁琐等问题，开发了一款基于柔性传感技术的脉诊信息采集手套。该手套的柔性传感器由十字交叉的碳纤维构成传感单元，分别分布在手套食指、中指、无名指指尖位置；以铜线为传导线，通过手指设计的夹层通道与传感单元连接，将脉诊信息传输至手背的电路板模块；信息数据通过电路板处理后发送至手机、计算机终端，并上传至云数据库。测试结果表明：在0~0.2 N脉压力范围内，传感器表现出超高的灵敏度（201.305 N-1），能有效识别微弱的脉冲信号；传感器的响应时间和恢复时间均为82 ms，能够实时监测压力信号的变化；在2.0 N的外力作用下，经过1000次循环测试，该传感器前后电阻变化率基本保持不变，表明该传感器具有长期稳定性的特性。该装置可以将脉诊信息数字化、规范化，可为中医临床诊断提供更稳定、丰富的数据提示及参考，也为居家自助诊脉以及云端诊病提供更多可能性。

层叠式织物压力分布传感系统的构建及测试

陈俊鹏, 王小东, 张积康, 吕鹏, 裴泽光

2024, 32(2):  9-17. 

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为实现对人体或物体的压力分布特征的监测，构建了一种层叠式织物压力分布传感系统。该系统由织物压力传感阵列、封装织物层以及数据采集模块组成，织物压力传感阵列由两层基底织物对向叠放构成，其中沿上层基底织物底面纬向和下层基底织物顶面经向分别等间隔缝纫有镀银导电纱线并印刷压敏材料，在经向和纬向导电纱线的交会处形成传感单元。对织物压力分布传感系统的传感单元的电力学性能进行了实验研究，并对构建的织物压力分布传感系统进行了测试。结果表明：传感单元电阻值的倒数与压强近似呈线性关系，展现出良好的压阻响应特性；经过500次循环压力测试，传感单元可对外界信号作出稳定的响应；采用双层叠合结构的压力传感阵列使织物压力分布传感系统中各传感单元初始状态一致性较好，并有效减轻了传感单元之间因串并联通路而引入的噪声干扰，因此可较好地呈现被测物体所施加压力的分布特征。

提高动物福利的可穿戴产品研究进展

沙莎 , 刘梦婕, 迟诚, 刘雅婷

2024, 32(2):  18-26. 

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为提高动物福利水平，降低动物疫病风险，从动物情感需求、生理需求和智能化疾病诊断角度出发，对动物可穿戴产品进行分析研究。在消减动物心理问题、监测动物行为和生命体征等方面，综述了可穿戴产品在提升动物福利方面的方法原理。分析发现：目前的技术水平虽然在理想状态下能够提高动物福利，但实际环境干扰因素多、产品续航低、穿戴时容易引起动物应激反应等问题，远不能满足动物在特殊环境下的功能需求。最后指出动物可穿戴产品所面临的挑战和未来的发展方向，以期为动物福利水平改善提供一定的理论指导。

一维结构可穿戴柔性传感器研究进展

岳欣琰, 洪剑寒

2024, 32(2):  27-39. 

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随着智能可穿戴技术的发展，人们对智能化、多功能、易携带的可穿戴设备需求日益增长，可穿戴柔性传感器受到广泛关注并逐渐成为柔性电子领域的研究热点。一维结构柔性传感器具备优异适形性、高集成度和性能稳定等优势，有助于开发高性能、可连续生产、多场景应用的可穿戴柔性电子产品。文章分析了用于一维结构穿戴柔性传感器的导电敏感材料和柔性基底材料，对一维结构穿戴柔性传感器的制备工艺进行划分，从表面涂层、纤维制备以及结构变化方面总结了各种一维结构穿戴柔性传感器的设计和应用。文章讨论了一维结构柔性传感器当前研究中需要突破的工作，对其在可穿戴应用领域的发展前景提出展望，为相关可穿戴柔性器件的研究提供理论价值和工程参考意义。

基于金属有机框架的功能纺织品研究进展

龚向宇, 王 群, 赵文潇, 王际平

2024, 32(2):  40-49. 

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为了更好地了解基于金属有机框架的功能纺织品研究现状，阐述了在织物表面构建金属有机框架结构，以赋予纺织品独特的功能特性；总结了现阶段基于金属有机框架的功能纺织品的主要制备方法，结合构建自粗糙结构和疏水剂整理，获得具有超疏水性能的功能纺织品，该类纺织品在自清洁、抗菌抗紫外、抗化学污染、油水分离和传感器领域具有潜在的应用价值；最后提出了基于金属有机框架的功能纺织品在实际应用中存在的不足，讨论了低成本制备稳定性良好的多功能纺织品的发展方向，为实现开发可持久的、高值化利用的多功能纺织品提供参考。

绢丝/毛/棉色纺纱的组成调控与性能分析

王邓峰, 骆晓蕾, 陈文浩, 刘琳

2024, 32(2):  50-56. 

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绢丝质地柔软光滑、手感舒适，在服装与家居纺织品等领域中得到了广泛应用，是中国绢纺产业的重要产品之一；然而，目前绢丝织物生产仍存在高能耗、高排污问题，且产品竞争力不足。为此，采用低污染的色纺技术对绢丝进行精确配色，并引入羊绒、羊毛、棉等纤维组分，制备色泽独特且性能优异的色纺纱，以满足市场多样化的需求。通过调控纱线中纤维组成与配比，探究其对混纺色纱条干、机械性能及色牢度的影响规律。通过引入不同颜色与配比的各类纤维后，纤维间的优势互补提升了绢丝系列产品的机械性能、色牢度，完善了绢丝产品性能的不足，实现了绢丝系列产品的多样化，减少了绢纺业的生产能耗与排污。

玄武岩基复合纱线的制备及其阻燃织物性能

骆春旭, 李 辉, 吴敏勇, 熊小曼, 刘可帅

2024, 32(2):  57-62. 

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玄武岩纤维是一种高性能绿色材料，为探究玄武岩纤维成纱结构及其织物性能，开发多功能纺织产品。以玄武岩为基体材料、运用包覆技术和摩擦纺纱技术，将芳纶、超高分子量聚乙烯、阻燃黏胶作为外包覆材料制备复合纱线，所制备的纱线包括双芳粘胶及聚芳粘胶两种，分析纱线的微观形貌、拉伸断裂、弯曲性能以及热稳定性能，测试所制成织物的阻燃性能及防切割性能。试验表明：双芳粘胶纱线具有较高的力学性能及热稳定性能，聚芳粘胶纱线拥有更优异的柔软性能。在织物阻燃效果方面，双芳粘胶织物较聚芳粘胶混纺织物的极限氧指数值高出6.9%，这两种织物切割性能均达到防护二级标准，混纺织物切割性能优于纯纺织物。

基于EM算法的高斯混合模型的织物组织点自动识别

刘 威, 于 玲, 王畅巍, 邓文韬, 邓中民

2024, 32(2):  63-69. 

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针对现有无监督学习识别机织物组织点的准确率相对较低和不稳定的问题，研究基于EM算法的高斯混合模型对机织物组织点的识别方法。首先对采集的不同织物图像进行预处理及图像矫正，以提高后续的组织点的分割效率；接着利用改进的灰度投影法进行织物组织点定位，并提取组织点的灰度共生矩作为纹理特征，通过主成分分析对纹理特征进行降维处理；最后采用2种常见无监督学习与文章所用的识别方法做实验比较，并采用4种评估指标进行评估，得到评估结果。通过计算4种评估指标平均值和标准差进行比较，文章所用识别方法的评估参数平均值都要比其余两种识别算法高。文章所用识别方法能对织物组织点进行自动识别，并且识别的准确率相比于其余两种识别算法得到了有效地提升。

中国纺织专利技术转移网络的结构特征及演化

王鹏飞, 程 华

2024, 32(2):  70-82. 

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科技创新有助于推动纺织行业高质量发展，是提升中国纺织企业国际竞争力的关键。以中国纺织专利技术转移数据为研究对象，采用专利计量分析和社会网络分析方法，全面剖析国内纺织专利技术转移网络的结构特征、演化过程和发展趋势。研究发现：在国家提倡科技自主创新和可持续发展理念下，国内纺织领域技术转移活动呈逐年上升势态，成为助力科技资源转化为生产力和经济优势的重要环节。在整体转移网络结构特征上，该领域技术转移网络从初始的节点、边和网络连线比较松散，发展到网络图谱呈现节点和边密集辐射的网络状态，技术转移的机构数量和频次显著增长。在可持续发展理念和“低碳”政策的影响下，不同领域的技术快速融合发展，A61类医用纺织品和H01类电子元器件等专利转让规模增速明显；尤其2019年底出现的全球新型冠状病毒感染疫情，以医用纺织品为代表的技术创新与转移，对满足社会抵抗疫情需求和提高企业产品竞争力等具有积极的推动作用。文章研究分析了中国纺织专利技术的转移趋势、网络结构和演化过程，从时间维度、网络规模和演化趋势三个层面进行研究和讨论，为“十四五”时期纺织行业技术创新与转化提供参考。

基于细观结构的径向轴纱三维五向圆形编织复合材料的刚度预测

陈波, 张昇雨, 杨兴林, 张俊苗

2024, 32(2):  83-95. 

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在细观尺度下，根据一种径向轴纱的三维五向圆形编织纱线的空间结构，考虑纱线相互挤压后的截面形状，通过引入圆形单胞的周期性边界条件，建立了包含上、下表面子单胞以及内部单胞的三维五向圆形编织复合材料单胞模型。基于该单胞模型，采用刚度体积平均法，建立了三维五向圆形编织复合材料的刚度预测模型，对花节长度分别为0.6、0.7、0.8 mm的三维五向圆形编织复合材料进行刚度预测，并与复合材料力学刚度理论计算方法所得结果进行了对比。结果表明：3种花节的纤维体积分数分别为24.94%、23.33%、22.04%，纤维体积分数、编织角与花节长度呈负相关；单胞模型的弹性模量预测结果分别为16.42、15.63、14.83 GPa，理论计算结果分别为16.96、16.25、15.34 GPa，纵向刚度与花节长度负相关；单胞几何模型考虑了复合材料成型后纱线的相互挤压，使得单胞模型中的纤维体积含量略小于理论计算方法，造成理论计算结果略大于单胞预测结果。研究结果能够有效提高三维五向圆形编织复合材料刚度预测精度，扩展了细观单胞法的应用领域，为今后三维五向圆形编织复合材料的应用提供必要的理论依据。

耐水性CA/PVA纳米纤维膜的制备与性能

张佳鹏, 王琰, 姚菊明, Jiri Militky, Dana Kremenakova, 祝国成

2024, 32(2):  96-104. 

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为制备可降解、高比表面积、吸附效率高的吸附膜材料，采用静电纺丝技术制备一种醋酸纤维素(CA)/聚乙烯醇(PVA)复合纳米纤维膜。以可降解的CA为原料制备CA纳米纤维膜，为提高CA纳米纤维膜的力学性能，与PVA共混纺丝，制备了CA/PVA复合纳米纤维膜；为改善膜的耐水性能，采用戊二醛(GA)蒸汽交联法对CA/PVA纳米纤维膜进行交联改性处理，而后对CA/PVA纳米纤维膜的表观形貌、耐水性能，力学性能以及吸附性能进行了评价分析。研究发现：CA与PVA共混后仍具有良好的可纺性；CA/PVA纳米纤维膜的表面经GA交联后逐渐致密化；改性后的CA/PVA纳米纤维膜在水中24 h后质量损失率由改性前的70.76%下降到7.28%；耐水性能随温度和pH值的增加而降低，在25 ℃～35 ℃、pH值为5的条件下，膜的质量损失率最低，为5%左右；断裂强度由0.76 MPa提高到1.51 MPa，断裂伸长率由6.31%提高到8.03%；对Cu2+的吸附在2 小时后达到平衡，最大吸附量达到89.52 mg/g，说明改性后的 CA/PVA 纳米纤维膜具有良好的耐水性能及力学性能，对重金属离子的吸附具有良好效果，为重金属废水的处理提供了一种有效方法。

茜草植物染料染色羊绒纤维的摩擦牢度

俞建伟, 侯战昌, 陈超, 余志成

2024, 32(2):  105-111. 

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茜草是最常用的红色天然染料，广泛应用于真丝和纤维素纤维染色。但生产中发现明矾作为媒染剂用于茜草植物染料染色羊绒纤维的摩擦牢度极差。通过对媒染、染色前后羊绒表面沉积物分析及其与摩擦牢度的相互关系，分析探讨了导致摩擦牢度低下的原因并提出改进方法。结果表明：适度去鳞片处理可有效减少明矾媒染时氢氧化铝在羊绒表面沉积，使茜草植物染料染色羊绒的干、湿摩擦牢度分别提高到2级和3级；酒石酸-明矾媒染羊绒表面无明显沉积，茜草植物染料染色后羊绒纤维的干、湿摩擦牢度分别提高到4级和5级，同时日晒、皂洗牢度也均在4级以上。

棉织物表面耐久超双疏涂层的制备方法及其性能

邵明军, 蹇玉兰, 三福华, 柴希娟, 解林坤

2024, 32(2):  112-120. 

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为实现超双疏棉织物的高效制备，将全氟癸基三甲氧基硅烷（PFDMS）与氨水和无水乙醇（EtOH）复配水解，通过一步浸渍法制备了耐久超双疏棉织物。采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪对织物的表面形貌及元素组成进行分析，探讨了PFDMS用量及水解时间对织物表面润湿性的影响，测试了织物表面超双疏涂层的稳定性、耐久性和自清洁性能。结果表明：当PFDMS与EtOH的体积比为3∶50时，不同水解时间整理的棉织物均具有超双疏特性，水解10 min时整理棉织物的水接触角高达157.2°±0.3°，油接触角为150.0°±1.4°；PFDMS整理后的棉织物表面引入了−CF2、−CF3基团，F、Si元素的含量分别为0.66%和3.37%；整理棉织物经10000次循环磨擦、600 min超声波洗涤、24 h紫外光老化、24 h酸碱溶液或有机溶剂浸泡后，仍然具有超疏水和疏油特性。该方法及工艺简单高效，所制备的超双疏棉织物在自清洁领域具有潜在的应用前景和价值。

锦纶聚氨酯涂层对聚乙烯膜可迁移组分的吸附

张超宇, 胡祝兵, 郑思婷, 朱博, 刘建立

2024, 32(2):  121-129. 

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为了阐明低密度聚乙烯（LDPE）膜包装聚氨酯（PU）涂层锦纶衣物时，在衣物表面产生视觉可见油性污渍的吸附机理。采用试验测试与分子动力学模拟相结合的方法，鉴定出油性污渍的主要化学成分为油酸酰胺和芥酸酰胺，这与LDPE膜中脂肪酰胺类开口剂组分一致。从分子尺度模拟LDPE中脂肪酰胺开口剂与锦纶织物PU层之间的吸附过程，以阐明两者之间的吸附的机理。微观结构分析表明：可迁移组分与锦纶织物表面形成了紧密的菜花状结构，PU锦纶织物表面表现出明显的亲油疏水特性。分子动力学模拟结果表明：LDPE膜中的可迁移组分与PU锦纶织物表面主要是以H键和范德华力的作用形成强烈的物理吸附，其中PU中的—OH、—NH2和—CO与脂肪酰胺类的极性基团（NCO）产生主要的结合位点。该研究揭示了LDPE膜中脂肪酰胺类开口剂与涂层PU锦纶织物的吸附机理，为服装包装材料上常用的开口剂的筛选提供了理论支持。

二硫化钼/还原氧化石墨烯对涤纶织物的阻燃性能

李伟, 韩宾宾, 薛阳彪, 郑 敏

2024, 32(2):  130-146. 

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为了赋予涤纶(PET)织物良好的阻燃、抑烟性能，实现PET织物的低烟、无卤阻燃，采用浸轧工艺，用水热法制备二硫化钼/还原氧化石墨烯(MoS2/RGO)复合材料，并将其用于PET织物的阻燃整理。采用扫描电子显微镜、红外光谱仪以及X射线衍射仪等对MoS2/RGO复合材料以及MoS2/RGO/PET织物的微观形貌与化学结构进行分析；采用垂直燃烧测试仪、烟雾密度箱、接触角仪等对MoS2/RGO/PET织物的阻燃、抑烟性能以及亲水性能进行表征与测试。结果表明：MoS2/RGO复合材料在织物上能够形成良好包覆，且能够有效提高PET织物的热稳定性，在700 ℃时，其残炭率较纯织物提升34.9%；MoS2/RGO/PET织物的极限氧指数可提升至28.2%，总热释放量较纯PET织物下降60.5%，烟雾密度降低59.9%，具有良好的自熄性能，损毁长度可降低至10.6 cm；此外，MoS2/RGO复合材料可以赋予PET织物良好的亲水性能，在2.2 s时接触角变为0°，有效改善了PET织物的服用舒适性能。