想象一下，一件可以监测你的心率或血压的 T 恤，或者一双可以提供你跑步步态反馈的袜子。

这可能比你想象的更接近现实。华盛顿州立大学的一项新研究展示了一种特定的 3D墨水打印方法，用于所谓的智能面料，这种面料在反复洗涤和磨损测试后仍然表现良好。这项发表在《ACS Omega》杂志上的研究代表了智能面料舒适性和耐用性方面的突破，同时也使用了一种更环保的工艺。

华盛顿州立大学纺织品研究员、该论文的通讯作者刘航表示，迄今为止，该领域的大部分研究都集中在将技术功能构建到织物中，而没有关注织物在日常使用和维护（如洗涤）中的感觉、贴合度和耐用性。

服装、推销、设计和纺织品系的副教授刘航说：“所使用的材料或技术通常会产生非常坚硬或僵硬的织物。例如，如果你穿着一件用于传感目的的 3D 打印材料 T 恤，你希望这件衬衫紧贴你的身体，并且柔软而富有弹性。如果它很僵硬，就不会舒适，传感性能也会受到影响。”

迄今为止，该领域的大部分研究都集中在将技术功能构建到织物中，而没有关注织物在日常使用和维护（如洗涤）中的感觉、贴合度和耐用性。

开发智能可穿戴设备的最初方法包括将导电线或传感器等功能组件粘合、编织或缝合到织物中。较新的印刷方法显示出前景，但仍然面临舒适性和维护方面的问题。

刘航的团队使用直接墨水书写 3D 打印技术，将含有碳纳米管的聚丁二酸丁二醇酯（一种可生物降解的聚酯，与天然纤维相容）溶液打印到两种类型的织物上。打印的织物表现出优异的导电性、机械强度、应变计系数和在重复应变下的稳定性，并且该溶液渗透和粘合纤维的能力使织物具有增强的耐洗性和耐磨性。

他们测试了印花织物的拉伸强度、导电性、作为运动传感器的能力和其他性能。他们发现，织物在经过 20 次洗涤和干燥循环后仍然表现良好，并且表面在经过 200 次磨损测试或 500 次拉伸循环测试后没有划痕或裂纹。

该团队还在加工过程中使用了一种可生物降解的无毒溶剂 Cyrene，这比常用的有毒溶剂更环保。

智能面料是一种新兴趋势，有望使服装能够执行与智能手表和其他此类设备相同的一些任务。该技术在医疗保健、急救人员、军事和运动员领域具有潜在的应用价值。

这项研究是刘航的一名博士生赵子慧的博士论文的一部分，赵子慧是该论文的主要作者。刘航多年来一直致力于智能面料的各个方面；正如 2023 年发表的一篇论文中所详述的那样，她开发了一种兼具棉的柔韧性和聚合物的导电性的纤维，该纤维可能用于可穿戴技术。