东华大学俞建勇院士、丁彬教授近日发表了综述，介绍了下一代纺织品的最新进展，涵盖多种功能类型，分析了其面临的挑战，并对未来进行了展望。相关研究内容以“Recent Advances in Next-Generation Textiles”为题目发表在期刊《Advanced Materials》上。

纺织品在人类发展中发挥了关键作用，已从基本的服用纤维演变成复杂的多功能材料。材料科学、纳米技术和电子技术的进步推动了下一代纺织品超越传统功能，为各种应用解锁了创新的可能性。热管理纺织品结合了超轻、超薄的绝缘层和自适应冷却技术，优化了动态和极端环境下的温度调节。水分管理纺织品利用先进的结构单向运输和透气膜，确保在运动服和户外装备的特殊舒适性。防护纺织品具有增强的功能，包括抗菌、抗病毒、抗毒气、耐热和辐射屏蔽能力，为医疗保健、国防和危险行业提供高性能解决方案。交互式纺织品集成了用于监测物理、化学和电生理参数的传感器，能够实时收集数据，并对各种环境和用户产生的刺激做出反应。能源纺织品利用摩擦电、压电和水电效应来改善可穿戴设备的能量收集和存储。这些进步使下一代纺织品处于材料科学的前沿，大大扩展了它们在广泛应用中的潜力。然而，一些挑战仍然存在，包括新型纺织结构的发展，纺织品性能的增强，以及跨不同领域的多功能集成。这些因素将决定下一代纺织品研发在各个领域的未来方向。

在未来十年中，从应用角度解决这些挑战至关重要。关键问题包括材料开发、设备集成、连续生产方法、标准化和可扩展性。生物相容性材料的开发对于确保可穿戴纺织品的安全性和舒适性至关重要，特别是在医疗和健康监测应用中。

1、在热管理纺织品中，诸如超薄隔热和自适应冷却织物等创新在降低个人能源消耗方面具有巨大潜力。然而，在不影响柔韧性和功能的情况下实现长期耐用性仍然是一个重大挑战。需要一种综合方法来平衡轻量化设计与强大的热性能，特别是在运动服装、军装和日常服装等应用中。

2、在开发能够动态传输水分同时确保透气性和防水性的织物方面已经取得了显著进展。然而，在不牺牲舒适性或长期可用性的情况下保持这些性能之间的最佳平衡是一个关键挑战。未来的研究应侧重于改进这些纺织品的微观结构设计，以增强对不同环境条件的适应性，同时提高耐用性和可扩展性以实现广泛应用。

3、防护纺织品具有抗菌、抗毒素、辐射屏蔽和隔热等先进功能，满足了医疗、国防和危险行业的基本需求。然而，与舒适性、重量和耐久性相关的挑战仍然存在。这些防护功能的标准化对于确保在不同应用和行业中的一致性能至关重要。

4、交互式纺织品通过使服装能够监测健康参数并响应环境刺激，代表了可穿戴技术的范式转变。然而，这些技术仍处于起步阶段。需要在优化传感器集成、提高能源效率以及最小化电子设备对纺织品舒适性和柔韧性的影响方面取得重大进展。在磨损情况下确保耐用性，同时保持传感器的准确性和响应性仍然是一个关键挑战。

5、能量收集和存储纺织品是为可穿戴设备供电的创新解决方案，但在集成可靠的能量存储系统方面面临效率限制和挑战。了解材料界面的动态行为和物理化学性质对于提高电荷产生和转移效率至关重要。

6、发光显示纺织品在安全装备、时尚和实时信息显示方面具有独特的应用。然而，诸如实现最佳分辨率和效率等挑战仍然存在。

下一代纺织品的发展需要优先考虑可扩展性、耐久性和生物相容性，以促进更广泛的商业化和实际应用。推进可扩展的制造工艺，如自动化编织和 3D 针织技术，对于满足对智能纺织品日益增长的需求是必要的。提高耐用性和可洗涤性也至关重要，特别是对于集成了可穿戴电子设备的纺织品。此外，探索创新的编织集成方法可以带来新的纺织品功能，提高性能。通过应对这些挑战，下一代纺织品可以提高个人舒适度，并在能源管理、医疗保健等领域实现多样化应用，促进多功能集成与增强的机械耐久性和弹性。