真正的可穿戴

一月份，拉斯维加斯变成了发现消费类电子产品最新趋势的地方。在2014年的消费电子展(CES)上，可穿戴设备吸引了大多数人的注意力

一月份，拉斯维加斯变成了发现消费类电子产品最新趋势的地方。在2014年的消费电子展(CES)上，可穿戴设备吸引了大多数人的注意力。这包括许多可穿戴在身上的小设备，从类似于谷歌眼睛(Google Glass)的各种嵌有摄像头和屏幕的眼镜，到能够监视心脏速率或转发短信的手环和手表。甚至还有提醒你在沙漠烈日中暴晒过多的珠宝。

但是，它们并没有给时尚达人们留下深刻的印象。一位专栏作家抱怨到，对于任何一位有衣着品味的人来说，这些新设备都过于笨重和怪异，因而无法穿戴。

这种情况即将发生改变。随着导电纤维技术的进步，织物本身就可以成为一个电子设备，并被嵌入到最时尚的服装里。而且，由于纤维要比金属丝轻得多，所以它也将提高许多其它产品的性能。

由于大多数导电纤维具有可伸缩性，所以它们即使反复弯曲也不会像金属线那样断裂。这意味着它们可以通过机器进行加工，或直接绣在布料上，像普通衣物那样在穿戴后进行洗涤。美国贸易组织导电纤维制造协会(Conductive Fibres Manufacturing Council)的负责人雨果·塔克(Hugo Trux)表示，随着成本的下降和使用范围的增加，这种导电纤维将成为一项快速增长的业务。

导电纤维的使用给各种新设计带来了可能性。例如，位于伦敦的公司Intelligent Textiles已与英国和加拿大军队合作生产战斗服，这种衣服可通过导电纤维来传递电力，现在越来越多的士兵穿着它们执行任务。斯坦·斯沃洛(Stan Swallow)是该公司的主管之一，他表示，利用电缆和电池制成的战斗服往往会产生”圣诞树效应”，而利用导电纤维能够消除这种效应。相反，单个电池组的电力可被注入腰带或防弹背心中，并传送到士兵所穿的任何装备中。

智能衬衫

它不仅是一种可被嵌入布料中的电源线，还是一种电子器件。科林·科克(Colin Cork)及其同事来自英国诺丁汉特伦特大学(Nottingham Trent University) 的高级纺织品研究小组(Advanced Textiles Research Group)，他们利用镀银电线把天线嵌入到了衬衫中。在某些情况下，这种天线几乎是无法看到的。用户通过穿戴设备来操控这种内嵌天线，可发送和接收无线电信号，或者是提高该设备自身的传输范围。

有些公司想要利用这个想法，将射频识别装置隐藏到贵重的时尚商品中。即使是在轻薄的衣物中，这种做法也有望实现。被编织在衣物中的射频识别装置可以通过无线阅读器来操控【毫无疑问，这最终将通过智能手机中的应用程序来操控，但这也可能导致一些尴尬情况的发生，比如当别人扫描你新买的普拉达(Prada)时，可能会发现它是一个山寨货】。

研究人员还能够利用导电纤维将字母数字和音乐键盘嵌入到布料中。触碰一个特定的按键可驱动一个电荷，而电荷可被嵌入式处理器检测到。通常的想法是将衣物中的电子装置与传统的夹式设备连接起来。

扫一眼智能手机，佩戴者将看到”禅指数”(Zen index)上的统计数据及其它数据

德国运动服生产商阿迪达斯(Adidas)已经开始将导电纤维织入有弹性的衣服中，来制造”纺织电极”。它们的尺寸只有几平方厘米，可以接收心脏和其它肌肉产生的信号。纺织电极收集的数据将通过衣物被传送给一个夹在衬衫或运动上衣上的小型装置。反过来，该装置通过无线将信号传递到用户的移动电话中，进行处理和显示。

纺织电极触摸起来几乎无法觉察，并且在贴着皮肤时不需要任何粘性物质来帮助其工作（虽然汗水确实提高了其信号质量）。阿迪达斯可穿戴电子的负责人斯泰西·布尔(Stacey Burr)说，运动员可将收集到的数据直接传送给教练，或病人可直接将数据传送给医生。而且这种技术的成本也不是特别高。在德国，一些公司的”传感器服装”的售价不超过60欧元（约合81美元）。

现在，阿迪达斯利用嵌有弹性导电纤维的运动上衣来测量佩戴者的呼吸。嵌入式设备将一个小电荷传递到绑在胸部上的导电纤维衣服中。由于纤维在拉伸后导电性只会略微减小，所以这种衣服可以计算出进入到肺部中的空气量。伯尔说，阿迪达斯会首先将这种衣服提供给需要详细性能统计数据的运动员。该系统被称为呼吸感应体积扫描技术(RIP)，它可被嵌入到附加套件中供医疗使用。

许多其它体感类衣服正在研发之中。在柏林弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute)中，研究人员已经制造出一种能够测量肩部和颈部大块斜方肌的电活动的纺织电极。该系统能够辨别生理和心理压力之间的不同；可通过不必要的收紧肩膀动作来识别后者。这样的衣服可以提醒佩戴者何时是锻炼过程中的最好休息时间。托斯滕·林茨(Torsten Linz)是该研究团队的成员之一，他表示，基于同样的目，将常规电极附加到其他人的身体上时，也会使他们产生压力。

美国弗吉尼亚理工学院(Virginia Tech)的研究人员利用导电布料，从固定在衬衫袖口和衣服其它部位的微型陀螺仪和罗盘来回传输电能和数据。该大学的教授汤姆·马丁(Tom Martin)说，这个想法是为了记录和传输年老病人的行动，并将数据传输给治疗师或医生。马丁博士说，这种计算机分析尚不完善。例如，该系统可能会将事实上梳过头的病人判定为刷过了牙。

OMsignal是蒙特利尔的一家初创公司，该公司负责人乔安娜·波哲斯卡(Joanna Berzowska)估计，导电纤维将在”生活方式”方面产生广泛的吸引力。该公司计划开始销售”每天都想要穿戴的智能服装”。这种服装将使用混合了银和钢的纺织材料来报告肌肉的活动。扫一眼智能手机，佩戴者将看到”禅指数”(Zen index)统计数据及其它数据。

灯光秀：由发光二极管和电路织成的衣物

除了增加服装的功能性外，导电纤维作为一种轻型材料具有巨大的潜力。国家机电部(CFMC)贸易集团估计，一架典型的客机每减少一公斤的重量，就可节省价值2200美元左右的燃料成本。利用天然或合成的导电纤维替换金属线路后，飞机的重量可以减少许多。在一架大型飞机中，所有的电缆和编织屏蔽线路的长度大约有320公里，后者可以防止信号干扰。

棉丝品牌ARACON是生产这种导电纤维的制造商之一，空中客车(Airbus)、波音公司(Boeing)、庞巴迪公司(Bombardier)和巴??西航空工业公司(Embraer)的部分飞机在制造时也采用了这种纤维。ARACON品牌是由杜邦公司(DuPont)研发的，以替代其旗下的纤维品牌凯芙拉(Kevlar)，而后者被用于防弹背心和鼓皮等产品的生产。Micro-Coax是宾夕法尼亚的一家公司，通过将铜、镍和银涂到凯芙拉纤维上来生产ARACON导电纤维。按照这种方式合成的纤维不仅比金属丝轻，而且比它更结实、更有弹性，因此它在与飞机等复杂机器连接时会更加耐用。

进入轨道

由于ARACON的制作成本较高，所以它的使用基本上仅限于航天器，这种设备在发射时每减少1公斤，就可节省2.5万美元的成本。然而，随着订单的增多，以及在向制造过程投资200万美元后，现在的销售价格降了下来。Micro-Coax的技术专家罗恩·桑德斯(Ron Souders)说，仅在过去的一年，价格就下降了一半左右。

Syscom Advanced Materials是俄亥俄州哥伦布市的一家导电纤维制造商，该公司的前高管阿尔·亚伯(Al Abel)说，在一、二十年前，最传统的金属电线风靡一时，但随着导电纤维的改良，电线的使用方式正在被重新定义。最终，甚至输电线路都将被替换为铝或铜等结实的合成纤维，比如柴隆(Zylon)，该品牌的合成纤维已经被用于保护一级方程式(Formula 1)赛车的驾驶舱。亚伯估计，这种纤维可以使输电线的重量减少三分之一左右，而且至少要结实数倍。这意味着输电线路在暴风雨中断裂的情况将会远远减少。

公司生产这种导电纤维的方式各有不同。纺织品可以与不锈钢或其它金属丝简单地编织在一起，或者在铝和镁等液态金属中浸泡一下即可。另一种方式是将纤维的表面进行熔化，直到其足够黏住喷射出来的碳粒子。一个相对比较棘手的方式是将纤维浸泡在钯盐和镀镍液中后，再将其浸泡到硫酸中以覆盖上一层镍晶体。然后这种即时导电纤维被放置到带电铜锭溶液中，在其表面上镀上一层铜颗粒。亚伯帮助Syscom Advanced Materials设计出了这个过程，之后他离开了该公司，并开发出一套能够利用离子束驱动金属粒子的系统，使这些粒子像”数以亿计微型子弹”那样覆盖到纤维表面。

这个过程通常不会耗费许多金属。例如，铜纤维中的铜含量可能只有实芯铜线的三分之一。法国公司R.STAT生产的不锈钢纤维的直径低于12微米，还不到人类头发丝直径的一半。R.STAT的经理帕斯卡尔·彭妮农(Pascal Peninon)表示，这种纤维是如此的柔软，以至于人们无法分辨出它是由钢制成的。

更奇特的应用方式不断涌现。CanShielding是安大略的一家公司，它正在研发轻质碳纤维和银纤维的工作裙，来保护X射线技术人员。这种装束比技术人员现在所穿的厚重装备更舒适。该公司还在研发一种可以吸收部分雷达信号的织物。

在未来，智能内衣很可能成为一种炙手可热的时尚产品。一家美国内衣公司已经对一种名为Fabcell的织物产生兴趣，当该织物中的纤维被电池加热时，其中的液晶油墨会改变织物的颜色，该织物的发明者安吉拉·|田(Akira Wakita)说，他来自日本庆应大学(Keio University)。SwicoFil是瑞士一家生产系列导电纤维的公司，它的成果包括为奢华内衣品牌Rococo Dessous制造的黄金丝线内衣。所以，伦敦、米兰、纽约和巴黎的时装表演一定会变得更加有趣。

英文原文：

http://www.economist.com/news/technology-quarterly/21598328-conductive-fibres-lighter-aircraft-electric-knickers-flexible-filaments

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