第3节　功能性服饰——满足四季美丽、舒适需求

服装面料的发展是随着人类科技水平的进步和应用领域的需求变化而发展的。人类在漫长的发展过程中，找到并真正利用的天然纤维不过几种或十几种。天然纤维穿着舒适，但其占用土地，加工费时费力、产量有限，满足不了人类日常需要。而化纤面料因结实耐用、易打理、具有抗皱免烫特性、可进行工业化大规模生产而获得快速发展。当人类进入化纤时代后，在短短的百年间，发明的化纤新品种就达上百种。但随着人们生活水平提高，穿衣讲究舒适性和时尚化，化纤面料的吸湿性差、舒适性差、手感差等弱点又凸显出来。于是，从天然纤维的舒适性入手，以天然纤维为“蓝本”，对化纤进行仿真、超真改造，增加功能性，服装面料获得大发展，各种功能性材料涌现出来。

1. 新型纤维应运而生

（1）天然纤维无害化

天然纤维依然是服装面料的主要纤维，但其种植过程中大量使用农药、除草剂、化肥等，会引起损害环境和人类健康的问题，需要对它进行无害化处理。这时候基因研究就大派用场了，例如将从天然细菌芽孢杆菌变种中取出的基因植入棉株中，使转变基因后的棉株不再有虫害；在棉株中植入不同颜色的基因，使棉桃在生长过程中具有不同的颜色，成为天然彩色棉，避免了印染对环境的污染，也杜绝了面料上的染料及残留化学品对人体皮肤造成的伤害。

麻纤维在种植期间无需杀虫剂和肥料，且具有抗霉抑菌、防臭防腐、坚牢耐用的特点，服用性能良好，可谓绿色环保材料。

（2）纤维功能化、智能化

化纤作为人造的高分子聚合物，在生产过程中可以预先设计其功能性。例如，可添加银、氧化锌等具有杀菌消毒作用的微粒抗菌剂，使其具有抗菌保健功能。添加矿物微粉或陶瓷粉末，使其具有低辐射功能或远红外辐射功能，可有效地减少阳光中紫外线对人的伤害，或在常温下吸收人体及周围环境散发的热量产生远外线，辐射到人体皮下组织，产生热效应，达到促进人体细胞新陈代谢的目的。利用微胶囊技术，将多种具有医用疗效的物质通过印染、整理等方式固定在纤维中，使穿着者在穿用过程中随着保健物质的慢慢释放，亨受到长期辅助治疗的作用。这样做显然比改造天然纤维更容易、更经济，而且效果更显著。此外，一些化纤自身由于高聚物的特性和特点也带有功能性。例如，腈纶的大分子结构非常稳定，有耐紫外线辐射的本领，加上腈纶采用阳离子染色，不仅色彩鲜艳，而且耐晒牢度极高，于是人们把腈纶织物用作遮阳类产品；锦纶的耐磨性使它广泛用于运动服装；对位芳纶的高强性使它用于防弹服；氯纶和异对位芳纶的耐高温特性使它们被广泛用作阻燃产品。

（3）特种纤维实用化

不锈钢纤维具有永久的防静电和抗菌功能，当不锈钢含量达到25%以上时，就有雷达可探性能，因而可在野外、海上等运动和作业环境中应用。

活性碳纤维能吸收气味，可用于制作防化兵和医务工作者以及化工人员的防护服，用碳纤维和Kevlar纤维混纺制成的防护服，能短时间进入火焰而对人体有充分的保护作用。

2. 特殊用途的“衣服”

（1）防弹衣是用什么材料制成的

1945年6月，美军研制成功铝合金与高强尼龙组合的防弹背心，型号为M12步兵防弹衣。其中的尼龙66(学名聚酰胺66纤维)是当时发明不久的合成纤维，其强度几乎是棉纤维的2倍。以尼龙为原料的防弹衣能为士兵提供一定程度的保护，但体积较大，重量也高达6千克。20世纪70年代初，美国杜邦(DuPont)公司研制成功一种具有超高强度、超高模量、耐高温的合成纤维——凯芙拉(Kevlar)，这是一种芳香族聚酰胺纤维（简称“芳纶”），很快就在防弹领域得到了应用。新防弹衣以Kevlar纤维织物为主体材料，以防弹尼龙布作封套，防弹性能大为提高，同时质地较为柔软，适体性好，穿着也较为舒适。随后Kevlar在各国军队的防弹衣中得到了广泛的应用，并不断更新换代。

Spectra纤维是一种超高分子量聚乙烯纤维，重量轻盈，可在水上漂浮，然而在同等重量情况下其强度却比钢材要高15倍。凭借霍尼韦尔独有的Shield专利技术，一根根平行并排的合成纤维丝通过树脂系统固定联结起来。然后将多层此类材料以直角形式交叉层叠，并采用热压工艺融合成复合结构，从而使得该材料可以更有效地阻止射弹，同时射弹的冲击能量也可以沿着纤维的方向快速消散。Spectra Shield材料的应用大大提升了防弹板的防弹性能，因而使得供应商可以设计出穿戴更加舒适的产品。

Kevlar和Spectra纤维的出现及其在防弹衣上的应用，使以高性能纺织纤维为特征的软体防弹衣逐渐盛行。

现在，英国布里斯托尔国防航空业巨头BAE系统公司的一个科学家小组正开发一种创新技术，与凯芙拉纤维结合制造出液体防弹衣。其组成简单地说有三层：第一层和第三层是凯芙拉纤维，第二层是特殊液体——剪切增稠液（STF），该物质含有大量悬浮在无毒聚乙烯醇流体中的硬质纳米级硅胶微粒。正常情况下STF就像其他液体一样，很柔软，可以变形。一旦弹片或弹头撞击到它，这种液体瞬间凝结成块，形成固定结构，吸收撞击在它表面的弹片产生的冲击力，阻止弹体穿过，从而保护战士的生命安全。变硬只是几毫秒内的事，很快，这件防弹衣又变得柔韧了。

（2）最“贵”“重”的“衣服”——航天服

宇航员进行太空飞行必须穿着特殊材料、选用特殊工艺、经过特殊加工和特殊技术制成的航天服，这是世界上最“贵”“重”的“服装”，造价可达上千万美元，它也是高科技领域的尖端技术代表，是保障航天员生命安全的最重要的个人救生设备。

航天服一般由压力舱、头盔、手套和靴子组成，其结构可分为软式、硬式和软硬混合式。按功能，航天服可分为舱内航天服和舱外航天服两大类。

舱外航天服的面料采用高级混合纤维，具有高强度、耐高温、抗撞击和防辐射的特性。它能够供给氧气，自带特制的抵御低温的蓄电池。它背上有一个生态包，许多设备隐身其中。与舱内航天服相比，多了防护层、液冷层和真空隔热层。

舱内航天服从外到内分别是限制层、气密层和散湿层。限制层由耐高温、抗磨损材料制成，用来保护服装内层结构，保证航天员穿着舒适合体；气密层由涂有丁基或氯丁橡胶的织物制成，防止服装加压后气体泄漏；散湿层与内衣裤连在一起，有许多管道，采用抽风或通风将气流送往头部，然后向四肢躯干流动，经肢体排风口汇集到总出口排出，带走人体代谢产生的热量。

2008年9月27日，神舟七号航天员翟志刚成功进行太空行走，中国研制的第一套舱外航天服第一次在距地球300多公里的茫茫太空“亮相”。这套“飞天”航天服躯干壳体为铝合金薄壁硬体结构，壁厚仅1.5mm，却有极高的强度要求。抗压能力超过120kPa，经得起地面运输、火箭发射时的震动，还要连接服装的各个部位，承受整套服装120kg的重量。服装的气液控制台，可自动控制气体、液体流动，使航天员得到适宜的空气和温度。航天服最外层的防护材料，面料可耐受正负100℃以上的温差变化。服装携带的氧气瓶，采用复合压力，既保证安全又能带尽可能多的氧气。一套舱外航天服相当于一个独立的载人航天器。

（3）避火神衣消防服

古典小说《西游记》中讲到，唐僧身上的袈裟就是一件烈火不侵的宝衣。时至今日，神话已经变成了现实，五花八门、千姿百态的阻燃织物如雨后春笋般涌现出来。

消防服是保护消防队员人身安全的重要装备之一，消防战斗服衣料通常由防火表层、隔水层、隔热层和阻燃舒适里料组成。防火层通常由阻燃纤维织物（多为Nomex、Kevlar、PBI、Matrix等纤维）与真空镀铝膜的复合材料制作而成，不含石棉，具有密度小、强度高、阻燃、耐高温、抗热辐射、防水、耐磨、耐折、对人体无害等优点，能有效地保障消防队员、高温场所作业人员接近热源而不被酷热、火焰、蒸气灼伤。中间隔水透气层为基布与不同膜结构材料复合而成，常用聚四氟乙烯微孔膜。内层多用芳纶或与其他阻燃材料制成混合毡，起到隔热、柔软的作用。

（4）神奇的鲨鱼皮泳衣

鲨鱼皮泳衣（shark-skin like swimsuit）是Speedo公司出产的一种模仿鲨鱼皮肤制作的高科技泳衣，又被称为神奇泳衣、快皮。1999年10月，国际泳联正式允许运动员穿鲨鱼皮泳衣参赛，2004年、2007年、2008年第2、3、4代鲨鱼皮泳衣分别面市。国际泳联于2009年7月底做出了决定：从2010年起，禁止在比赛中使用高科技泳衣，泳衣材料必须为纺织物，泳衣不得覆盖四肢，新规则使用前世界纪录不作废。鲨鱼皮泳衣近十年的辉煌历史由此走到尽头。

鲨鱼皮泳衣的核心技术在于模仿鲨鱼的皮肤。生物学家发现，鲨鱼皮肤表面粗糙的V形皱褶可以大大减少水流的摩擦力，使身体周围的水流更高效地流过，鲨鱼得以快速游动。快皮的超伸展纤维表面便是完全仿造鲨鱼皮肤表面制成的。此外，这款泳衣还充分融合了仿生学原理：在接缝处模仿人类的肌腱，为运动员向后划水时提供动力；在布料上模仿人类的皮肤，富有弹性。实验表明，快皮的纤维可以减少3%的水阻力，这在1%秒就能决定胜负的游泳比赛中有着非凡意义。根本原因：“鲨鱼皮”使用了能增加浮力的聚氨酯纤维材料。

3. 纤维小知识

（1）什么是莫代尔？

莫代尔（Modal）纤维是奥地利兰精(Lenzing)公司开发的高湿模量再生纤维素纤维，原料采用欧洲的榉木，先将其制成木浆，再通过专门的纺丝工艺加工成纤维。莫代尔具有棉的柔软、丝的光泽、麻的滑爽，其吸水和释放水分子速度比一般纯棉高50%，透气性能优于棉，手感爽滑、细腻、悬垂性好、色泽鲜亮、耐磨防皱，具有较高的上染率。织物颜色明亮、饱满、印花图案分色清晰。莫代尔被广泛运用于人们的贴身衣物制造和家用纺织品中，其柔软光滑的特性会让人们穿着非常的健康舒适，也可以与其他材质的面料一起混纺，形成不同感觉的面料。

（2）你知道纤维粗细如何表示吗？

由于纤维长丝与纱线形状不规则，且纱线表面有毛羽（伸出的纤维短毛），因此很少用直径表示其细度，多使用旦数或下列几个单位表示天然丝或化学纤维粗细的程度。

特克斯：简称特，符号为tex。在公定回潮率下，长度为1000m纱线的重量克数，1tex=1g/1000m。特克斯越大，纱线越粗。

旦尼尔（Denier）：简称旦，符号为D。在公定回潮率下，9000m长的纤维的重量克数，1D=1g/9000m。1tex=9D。当纤维的密度一定时，旦数越大，纤维越粗。由于D×1.111=dtex，旦和分特相近，所以dtex也较常用。

公制支数（N）：在公定回潮率下，每一克重纤维或纱线的长度米数。公制支数越大，纱线越细。书写方法：数字/股数，如：32/3。

英制支数（S）：在公定回潮率下，每一磅（0.4536kg）重的纤维或纱线长度为840码时为一英支。英支越大，纱线越细。书写方法：数字S/股数，如32S/3。

（3）超细纤维

超细纤维又称超细旦。一般把纤度0.3旦（直径5μm）以下的纤维称为超细纤维。国外已制出0.00009旦的超细纤维，如果把这样一根纤维从地球拉到月球，其重量也不会超过5g。因为它比传统的纤维细，所以比一般纤维更具蓬松、轻薄、柔软的触感，且能克服天然纤维的易皱、人造纤维不透气的缺点，吸湿快干性能优越。此外，它还具有保暖、不发霉、无虫驻、质轻、防水等许多无可替代的优良特性。超细纤维的品种有超细旦黏胶丝、超细旦锦纶丝、超细旦涤纶丝、超细旦丙纶丝等。

细旦、超细旦纤维所制得的织物具有常规化纤和天然纤维所无法比拟的特点和风格，其中最突出的是柔软性好，更富于丝绸感。

由于细旦化纤的微细结构，在织物中纤维根数增多，带来了“微气室”效应，提高了织物的保温（暖）性和隔音性。

超细旦纤维比表面积大，有利于提高织物的吸湿性，并有明显而特殊的毛细管现象，输导水气性能良好，不仅改善织物染色性能，而且也改善了服用的舒适性。