基于文献计量图谱的国内外智能纤维研究现状及趋势.pdf

研究与技术丝绸 基于文献计量图谱的国内外智能纤维研究现状及趋势 李万军 王紫怡 周梦烨 冯安然 薛菲莉(武汉纺织大学.伯明翰时尚创意学院.艺术与设计学院武汉)摘要:纤维与人的日常生活密切相关未来纤维正朝着“智能、超能、绿色”的方向发展这不仅给人们的生活带来翻天覆地的变化也将会给整个国家的制造产业创造新的机遇和挑战 本文使用 软件以“智能纤维”“智能材料”“智能技术”“智能应用”和“/”“/”“/”“/”作为检索词在中国知网()和 ()数据库进行检索得到共计 篇文献 通过文献年代分布、研究机构、研究作者、关键词、关键词聚类和突现词等多维度数据进行可视化图谱分析从而形成对智能纤维相关研究的文献综述 通过对智能服装、健康监测、导电传感、物联网接入这四个智能纤维发展的主要方向及趋势进行分析进而为未来智能纤维的应用路径提供量化数据支撑关键词:智能纤维智能服饰知识图谱可视化热点研究文献计量分析中图分类号:.文献标志码:文章编号:()引用页码:./.收稿日期:修回日期:基金项目:教育部首批新文科项目()湖北省服饰艺术与文化研究中心重点项目()作者简介:李万军()男教授主要从事设计教育、产品设计及其理论的研究 纺织服装行业作为中国重要的民生产业是稳定外贸外汇的重要力量也是繁荣地方经济的重要力量 纺织服装行业的重要地位决定了其需要不断变革的特性 年德国纺织工程学会组织 多位专家提出 远景分析明确指出将“研发未来的新型纺织品材料”作为三大目标之一 年美国成立革命性纤维和纺织品创新制造研究所()智能纤维的概念也因此应运而生 随着智能纤维概念的提出研究人员正在积极研究“轻薄柔软、贴身透气”的电子纺织品和智能纺织品这已成为智能纤维领域的热门话题 作为智能纤维探索的重要方向之一基于智能纤维和纺织品的可穿戴传感器备受瞩目 因此可以预见智能纤维将在未来的各个领域得到广泛应用 随着智能纤维的运用这将会对传统纺织行业提出挑战其不仅涉及到纤维材料的研究还有功能的设计和技术的开发等多个层面在这 一 背 景 下 从 中 国 知 网()和 ()数据库搜集整理文献厘清智能纤维的产业动态、研究现状和未来的发展路线就显得尤其重要 使用文献数据分析软件 对智能纤维研究领域的整体发展趋势进行研究利用其关键词共现、聚类、时区视图、合作网络等功能能够以直观、科学的方式呈现该领域的研究现状这种可视化方式更有助于揭示出其发展动态 因此本文借助 数据可视化工具对现有的智能纤维文献进行信息可视化呈现为当代智能纤维的发展和应用路径提供量化数据研究支持 数据来源及分析方法.数据来源本文利用 和 数据库开展智能纤维领域的文献检索对智能纤维领域近 年来的研究成果进行综述 纺织行业的未来发展趋势与智能化息息相关这也决定了智能纤维具有智能材料的研究、智能技术的开发和智能功能的应用三大属性 采用 数据库的关键词检索式为:“纤维”“智能”“纤维”“智能材料”“纤维”“智能技术”“纤维”“智能应用”数据库的关键词检索式为:“/”“/”“/”“/”“/”“/”“/”“/”在学科领域不限的条件下检索时间跨度为 年 月 日 年 月 日得到有效文献信息分别为 条和 条过.滤掉重复文献和不相关的信息最终得到 条和 条(合计 条)文献数据.数据分析方法采用 软件对国内外智能纤维的文献进行分析研究 是一个可视化软件它具有文献计量和数据挖掘算法的功能利用 软件可以检测某一研究领域的研究趋势和主题 本文利用该软件所具有的关键词抽取、共被引分析、共现分析等功能一方面使用定量的文献计量法生成智能纤维研究的文献数量、国家分布、高被引作者等信息同时分析研究作者和研究机构共现、关键词共现、聚类和凸显图以揭示研究热点另一方面运用定性的人工判读法在数据图谱基础上深入研读学科信息和关键词聚类纠正计量分析的偏差对聚类主题进行批判性定性分析以期揭示智能纤维领域的研究现状 总之使用定量的文献计量法和定性的人工判读法以数据图谱的方式对国内外智能纤维研究领域的发展状况、存在问题及前沿动态三个方面进行挖掘和探讨基于 的智能纤维文献计量图谱及分析.智能纤维研究的基本特征本文通过收集到的 条和 条文献数据按照发表的年份进行频次计数与绘图得到如图 所示的文献年度分布情况 中文文献在智能纤维领域的年发文量从 年呈现平稳的发展趋势但至 年后出现急剧增长的情况其中有三次比较明显的增长点 年年发文量为 篇较上一年有.的增长 年年发文量为 篇较上一年有.的增长 年年发文量为 篇较上一年有.的增长 英文文献在 年有关智能纤维的文献不多 年有关领域的讨论也只呈现少量的增加但至 年后开始出现陡然上升其中有两次明显的增长点 年 年 发 文 量 为 篇 较 上 一 年 有 的增长 年年发文量为 篇较上一年有 的增长国内外有关智能纤维的讨论均在 年前后出现较快的增长这与 年德国提出的未来纺织计划()密切相关 因为随着智能纤维这一新型的革命性织物的出现将带来大量全新的应用美国官方机构认为这将重新定义包括农业、建筑、国防、基建、家具等在内的 大应用领域对国民经济产生巨大的影响 因此至 年 计划提出之后各国专家纷纷开始了有关智能纤维的重点研究主要呈现在材料制备、技术开发和功能应用这三个方面在制备阶段需集成导电材料于纤维中优化纤维尺寸与舒适性 技术开发关注于传感机制研究、材料特性提升以及制备技术的创新 在功能应用方面其研究主要聚焦于医疗、运动、环境监测等领域推动医疗监测、智能穿戴和人机交互等领域的创新发展图 近 年智能纤维研究文献年度分布.研究作者及研究机构合作网络对 数据库的 篇文献和 数据库的 篇文献进行作者共现图谱分析利用 软件绘制可视化图谱设定时间切片为 年 选择 如图 所示 文献共涉及 位中文文献作者和 位英文文献作者 中文文献发文量排名前 的作者分别是田明伟(篇)、曲丽君(篇)、刘皓(篇)、沈雷(篇)、刘树英(篇)、刘晓霞(篇)、方东根(篇)、陶宝祺(篇)、沈新元(篇)、许黛芳(篇)围绕这 位中文文献作者存在着较为明显的 个聚类形成第 卷 第 期基于文献计量图谱的国内外智能纤维研究现状及趋势作者合作集群英文文献发文量排名前 的分别是 (曼彻斯特大学 篇)、(西安理工大学服装艺术设计学院 篇)、(篇)、(西安理工大学服装艺术设计学院 篇)、(西安工程大学 篇)、(逢甲大学研究生研究所文本工程、实验室纤维应用及制造篇)、(台湾科技大学生物医学工程与材料科学研究所 篇)、(香港理工大学纺织服装学院 篇)、(利贝雷茨理工大学 篇)、(东华大学信息科学与技术学院 篇)围绕这 位英文文献作者也存在着较为明显的 个聚类形成英文文献作者合作集群图 智能纤维文献研究作者共现图谱.图 采用由红到黄的渐变色进行年份标记 年 对中文文献的研究作者共现图谱进行分析编号为 和 的研究作者集群连线时间较新处于较前沿的研究阶段紧密跟进了当前领域的最新发展趋势因此其研究具有可持续性编号 的作者方东根与沈雷在 年公开发表了第一篇有关智能纤维的文章认为随着传感器技术的优化能够增强童装的安全性能为儿童在交通、医疗等领域提供更全面的保护 最新合作发表的文章将婴儿常用的垫背汗巾与智能纤维相结合实现了温湿度监测功能在一定程度上满足了人们的监护需求 编号 的作者田明伟和曲丽君在 年展开第一次合作先后合作发表了 篇文章主要是针对智能纤维的制备材料进行研究如探讨不同浓度石墨烯涂层对织物结构和性能的影响、各类柔性传感器的制备策略等英文文献编号为 的研究作者集群连线密集且年份较新因此其研究具有可持续性 编号 中发文量最多的作者 有关智能纤维的研究与其材料研发有关研究重点包括用于伤口修复的医用护理纺织纤维以及更高透气性和弹性的压力传感器纤维等方面本领域的各个研究机构的合作关系可视化图谱如图 所示 文献共涉及 所中文文献研究机构和 所英文文献研究机构 中文文献发文量排名前 的院校分别是东华大学(篇)、天津工业大学(篇)、上海工程技术大学(篇)、青岛大学(篇)、江南大学(篇)、北京服装学院(篇)、西安工程大学(篇)、苏州大学(篇)、中国科学院(篇)、中国纺织信息中心(篇)围绕这 所中文文献研究机构存在着较为明显的 个聚类形成中文文献研究机构合作集群 英文文献发文量排名前 的院校分别是 (西安工程大学 篇)、(东华大学 篇)、(武汉纺织大学 篇)、(法国里尔大学 篇)、(香港理工大学)、(北京服装学院 篇)、(武 汉 工 程 大 学 篇)、(苏州大学 篇)、()(高等纺织工艺学校 篇)、(天津工业大学 篇)围绕这 所英文文献研究机构形成一个巨大的研究机构合作集群对图 的节点变化进行分析中文文献编号为 和 的合作研究机构网络连线密集且年份较新因此其研究机构的研究具有可持续性 编号为 的研究机构集群以东华大学、江南大学和上海工程技术大学为核心东华大学研究核心聚焦在防寒及电加热的智能服装领域江南大学研究重点为以智能服装为核心的材料研发和功能应用上海工程技术大学围绕智能纤维的抗菌、柔性传感器、健康监测及控温材料进行研究 编号为 的研究作者集群以天津工业大学、北京服装学院和中国科学院为核心其研究重点聚焦在以智能纤维为基础的柔性传感器的应用上如智能调温纤维、智能仿生纺织品及各类材料的制备(碳纳米管、人工肌肉.纤维、导电织物等)英文文献所构成的合作集群反映出揭示国内学者倾向于在国际英文期刊上发布研究成果并且呈现多位学者合作共同撰写文献的趋势 这一现象反映出国内学者在追求更广泛国际影响力和学术认可的同时也可能暗示着国内学术期刊在国际学术舞台上的竞争压力和地位相对不足 同时多位学者合作的趋势可能表明智能纤维领域的研究日益复杂需要多方面的专业知识和技能因此合作变得更为重要图 智能纤维合作研究机构共现图谱.同时对英文文献发文量排名前 的学科进行统计(表)发现涉及材料科学、机械工程、物理学、化学、光学工程等学科领域 其中材料科学、物理学和化学学科凸显智能纤维的智能属性是建立在物理特性和化学特性之上的而机械工程和光学工程与智能纤维的制备有关这进一步反映出智能纤维的研究呈现多学科交叉发展的趋势表 英文文献发文量排名前 的学科.序号英文文献发文量排名前 的学科 .关键词共现聚类分析.国内关键词共现聚类依据年发文量的变化趋势设定时间切片为 年 选择 利用 的数据处理能力对所收集到的文献进行关键词共现分析 同时生成了中文文献智能纤维关键词共现网络聚类表共得到由 个关键词构成的关键词共现聚类其中共形成五个主要聚类如表 所示 从生成的聚类图分析结果来看中文文献有关智能纤维的热点研究主题可以划分为五大类分别为 智能、复合材料、相变材料、纺织行业、仿生学表 中文文献关键词共现网络聚类.聚类号聚类名称聚类大小关键词智能仿生设计、变色纤维、异形纤维、中空纤维、人工肌肉、智能纺织品、差别化纤维、功能性纤维、人造纤维复合材料智能材料、红外传感器、应变传感器、颗粒弥散、智能结构、智能蒙皮、智能监测、土木工程、智能传感材料相变材料智能调温纤维、黏胶纤维、保温机理、智能调温、功能纤维、吸附特性、光致变色、智能纤维纺织行业智能制造、绿色制造、再生纤维、纺织产业、中国纺织工业联合会、中国制造、牛仔服装、生物基聚酰胺仿生学仿生设计、异形纤维、中空纤维、变色纤维、分子组装、智能材料、智能系统、纳米技术、人造纤维 聚类 为智能共包含 个聚类成员主要包括仿生设计、变色纤维、异形纤维、中空纤维、人造纤维、人工肌肉、智能纺织品、差别化纤维、功能性纤维 智能纤维因其能收集用户视觉、听觉和触觉上的信息并能将信息进行综合处理及时反馈给用户因此具有智能属性 结合该聚类中高频关键词的特征因此可以将聚类 的研究热点归纳为:基于信息传导与反馈的相关功能需求推进智能纤维的研发 智能纤维作为一种纺织材料其应用范围非常广泛 年日本高木俊宜教授将信息科学融于材料构性和功能首先提出智能材料()概念 马特奥 斯托帕()和亚历山德罗奇奥莱奥()将智第 卷 第 期基于文献计量图谱的国内外智能纤维研究现状及趋势能纺织材料的功能特性分为被动智能、主动智能和非常智能三大类 随着科技的发展半导体元件的小型化和纳米技术的出现使得电子元件的体积更小这些电子元件得以编织到纺织材料中这将赋予纺织纤维材料智能的特性 纤维材料的智能化实际上是给予了其信息处理的能力 传统纺织行业制成的衣物仅仅起到御寒蔽体的功能和审美价值而智能纤维则更加侧重于信息的传递功能这意味着其具有感知信息、传递信息、反馈信息的能力纺织材料也就能够监测身体数据、环境数据等 由智能纤维所制备的服装具有智能性其研究始于 世纪 年代最初其主要用于军事、医疗和运动服装领域而智能服装是智能纤维领域的研究热点智能纤维也将进一步推动服装行业的发展不仅制成衣物来保护人的身体还可以感知身体各种状况的数据从而对用户的行为进行收集和评估 在应用方面也得到了进一步推广智能服装已经运用在老年人护理、运动健康、航空航天及安全防护等领域在技术方面由柔性电池、传感器、芯片、屏幕及低功耗处理器组成了智能服装的纺织系统表 智能纤维的智能程度分类.分类智能类型功能特征纺织品分类被动智能纺织品第一代消极智能感知如抗紫外线服装、抗菌织物纺织品、陶瓷涂层织物纺织品和导光织物等都是被动智能织物纺织品主动智能纺织品第二代积极智能感知、响应如形状记忆织物纺织品、防水透湿性织物纺织品、相变储热服和光热致变色织物纺织品非常智能纺织品第三代高级智能感知、响应、适应如智能调温纺织品、智能自修复纺织品、智能释放纺织品等目前高级智能织物纺织品仍处于起步阶段 聚类 为复合材料共包含 个聚类成员主要包括智能材料、红外传感器、应变传感器、颗粒弥散、智能结构、智能蒙皮、智能监测、土木工程、智能传感材料 复合材料()是以一种材料为基体()另一种材料为增强体()组合而成的材料 复合材料具有高强度、轻量化、耐腐蚀等优点因此在航空航天、汽车、建筑等领域得到广泛应用 智能纤维和复合材料虽然是两个不同的概念但是它们可以相互结合进行应用 在建筑行业中将柔性传感器集成到复合材料中可以实时监测结构的应变、振动、温度等参数帮助预测和检测可能的磨损、裂纹、损伤等问题这种组合可以使复合材料不仅具有传统的结构性能还能在使用过程中获取实时数据并进行反馈控制在智能服装领域中智能服装可以通过集成发热元件如导电纤维将热能传输到身体提供温暖这种创新使得智能服装能够满足用户的不同需求从健康监测到交互娱乐进一步推动了智能纺织品的发展聚类 为相变材料共包含 个聚类成员主要包括智能调温纤维、黏胶纤维、光致变色、保温机理、智能调温、功能纤维、吸附特性、智能纤维 相变材料()能够在一定温度范围内改变其状态最初在纺织品中应用相变材料的领域是航空航天其目的是将其使用在宇航服中为宇航员提供更好的保暖效果抵御外层空间的极端温度波动 相变材料有四种状态即固体、液体、气体和等离子体因此其具有四种相变过程 但在智能纺织品的应用中只用考虑固体到液体的相变 将相变材料应用于智能纺织品之前需要将其封装在非常小的球体中称为微胶囊 这些智能材料对温度波动具有高度敏感性当环境温度上升时微胶囊中的相变材料熔化温度降低吸收热量并储存能量而在环境温度下降时它们则释放之前储存的热能 相变材料微胶囊与纺织品结构相互作用在智能纺织品中的功能表现为:保持人体温度热平衡减少人体暴露在低温或高温环境中的概率聚类 为纺织行业共包含 个聚类成员主要包括智能制造、中国制造、绿色制造、再生纤维、纺织产业、中国纺织工业联合会、牛仔服装、生物基聚酰胺 纺织行业涵盖了一系列与纤维、纺织品制造、加工和销售相关的活动 由于智能化技术的快速提升积极推动了纺织行业中三个方面的发展主要包括智能化纤维材料、智能化针织设备与技术、智能化后整理技术 其中智能纤维的崛起颠覆了传统纺织行业 融合智能技术赋予纺织品智能感知和交互功能使其不仅局限于外观与保暖更具健康监测、环境适应等多重用途 这一变革不仅创新了产品也引领了纺织行业未来的发展方向聚类 为仿生学共包含了 个聚类成员主要包括仿生设计、异形纤维、中空纤维、变色纤维、人造纤维、分子组装、智能材料、智能系统、纳米技术 仿生学又称为生物仿真学或仿生技术指的是对自然界进行模仿并从中获取灵感的领域随着现代科学技术的不断进步仿生学的研究内容也在不断扩展和深化 在电子仿生、机械仿生、建筑仿生、信息仿生等各个领域都取得了令人瞩目的成就与突破 研究智能纤维与其他智能材料一样同样以仿生学为起点 借鉴仿生学原理可以制造出智能纺织品或纺织原材料 通过对动物的皮肤、毛发以及植物的硬壳和气孔等进行仿生研究可以找到适用于服装领域的智能织物以满足不同的功能和需求 如仿照某种生物结构可以优化智能纤维的强度、柔韧性也可以在某些方面模仿生物体的温度敏感、压力响应等总之仿生学与智能纤维之间的关系在于从自然界的生物体中获得灵感和启发以创造出更具功能性、智能性和适应性的.纤维材料 这种跨学科的合作可以推动新材料和技术的发展.国外关键词共现聚类本文同时生成了英文文献智能纤维关键词共现网络聚类这些关键词共现聚类由 个关键词构成其中共形成五个主要聚类如表 所示 从生成的聚类图分析结果来看英文文献有关智能纤维的热点研究主题可以划分为五大类分别为 (可穿戴电子产品)、(智能材料)、(智能服饰)、(智能纺织品)、(导电性)表 英文文献关键词共现网络聚类.聚类号聚类名称聚类大小关键词、聚类 为 (可穿戴电子产品)共包含了 个聚类成员主要包括(纺织)、(电子)、(智能)、(摩擦学)、(织物穿戴)、(监测)、(传感)与刚性和平面电子设备相比基于纤维的可穿戴电子设备在柔韧性、拉伸性和透气性方面具有显著优势被认为是新一代柔软可穿戴设备的先驱 可穿戴电子产品是智能纤维的一大应用方向其中可穿戴电子产品的导电传感特性的研究尤为突出能量收集及数据传感是可穿戴电子产品和电子纺织品面临的一大挑战 目前大多数可穿戴设备由外部锂电池供电锂电池笨重且体积大与纺织相关的能量收集技术的研究包括高效柔性无机薄膜、可印刷有机薄膜、染料敏化太阳能电池及光伏纤维的使用这些技术的出现改变了锂电池笨重不易携带的缺点为基于纤维织物的柔性电子器件提供了能量收集的途径 此外可穿戴电子设备凭借基于无线网络连接的集成柔性传感器系统已经在环境和个体之间发挥着主导作用因此在过去的十年中通过模仿类似皮肤的功能如触觉、湿度或温度感测能力已经投入了巨大的努力来开发多功能的人机交互设备进一步推动了可穿戴电子产品领域的发展 导电传感技术的不断优化将增强可穿戴电子产品的感知准确性、穿戴舒适性和多功能性从而为科技创新开辟道路聚类 为 (智能材料)共包含了 个聚类成员主要包括(纺织)、(材料)、(形状)、(记忆)、(聚合物智能)、(针织)、(肌肉)智能材料是一类具备环境感知、自适应响应功能的新型材料这一概念是由日本的鹰木教授和高木俊宜教授将信息科学融合于材料的物性和功能而提出的一种材料新构思其构成要素包括:)以人类视角构思的智能特性)材料内在的智能特性)材料的基本功能 而基于纺织的智能材料 智能纤维拥有独特的优势其中的灵活性是至关重要的 这种灵活性包括可弯曲性、可滚动性、可拉伸性及永久变形性正是这种卓越的灵活性使得这些智能材料能够舒适地贴合人体从而更加准确地监测人体数据 这样的设计不仅能够提供出色的穿戴体验还能够保证数据的精确性聚类 为 (智能服饰)共包含了 个聚类成员主要包括(智能)、(服装)、(天线)、(织物)、(无线纺织品)、(穿戴)、(电子)、(摩擦电)智能服装将最新技术与传统纺织服装设计和技术相结合 服装是与人类日常生活密切相关的而智能服装的应用可以监测用户的健康状况并且感知情绪明确用户需求从而改变其颜色、纹理和形状等以满足各种需求 目前智能服装和电子纺织品在军事、医疗保健、体育和航空航天领域使用而不是在普通大众的日常生活中使用 智能服装目前虽仅吸引了少数热衷技术的消费者但这些人对其充满热情并纷纷购买 未来电子产品将悄然隐藏于衣物中成为更加普遍的趋势聚类 为 (智能纺织品)共包含了 个聚类成员主要包括(智能)、(聚合物)、(纳米网)、(磺酸盐)、(传输纺织品)、(导电)、(电阻)、(聚氨酯)、(印刷)智能纺织具有物理和化学两方面的特性物理特性方面使用纳米技术使得智能纤维元件小型化、微型化如研究人员设计了各种纳米发电机和超级电容器集成到纺织品中还开发了可以感知外部刺激并为各种监测系统产生电子信号的设备化学特性方面使用各类化学物质产生的化学反应使得纤维材料具有功能性如纳米结构聚苯胺()、聚吡咯()和聚噻吩()是智能纺织中广泛应用的导电聚合物可以增强机械强度、光学和导电性能 未第 卷 第 期基于文献计量图谱的国内外智能纤维研究现状及趋势来随着纳米技术、材料科学和电子工程的进一步突破智能纺织有望变得更加微小而高效 正是智能纤维的物理特性与化学特性的结合使智能纤维具备了更加完善的功能性特征聚类 为 (导电性)共包含了 个聚类成员主要包括(智能)、(纺织品)、(棉花)、(纳米技术)、(整理纺织品)、(纳米颗粒)、(碳)、(银)、(纳米管)导电纤维作为一种智能纤维具有优良的导电性不仅可以用来消除静电、吸收电磁波更重要的是具备电信号的探测和传输 电纺技术和纤维材料的结合为智能纤维的制造提供了新想法并为其在药物释放系统、执行器、自供电材料、可穿戴电子设备、人体运动监视器和传感器方面的创新应用提供了新思路 此聚类反映出智能纤维的核心制备技术即纤维的导电性能这是智能纤维功能性的基础根据中英文文献关键词共现网络聚类表的数据的分析研究认为:在技术方面智能纤维研究领域利用纳米技术对传感器及各类电子元件进行微小化处理在功能方面利用其导电传感及发光的特性对人体进行健康监测在应用场景方面根据应用人群的年龄可划分为婴儿、幼儿、老年人、病人、运动员、宇航员、飞行员等 纤维与传感技术的融合将引领创新可能实现更精确、实时的生物监测和数据传输改善人们的生活质量 同时个性化设计和应用将成为重要方向以满足不同需求并为多领域带来创新和便利.关键词热点迁移分析研究突现词是指总结出不同时间段的热点关键词这样能更好地预测研究的前沿方向 本文对所收集的数据进行关键词突现分析选取关键词突现的最短年限为“”设定阈值为“.”最终得到 个中文文献突现词和 个英文文献突现词 本文选取前 个突现词如图 所示图 中英文献智能纤维关键词 .图 中红色部分代表了关键词引用相对突出的年份反映了智能纤维研究的发展历程 本文将 突现关键词按时间顺序进行排序可以看出其分成了 个明显的区间从中文文献的关键词突现图谱中可以看到年的有关研究是针对智能纤维材料的讨论 年的有关研究将智能纤维应用于实际的智能纺织物当中在理论研究的基础上衍生出智能服装等智能纤维产品研发出更具目的性的智能功能 年的有关研究更加注重技术的开发与应用目前对于智能纤维产品集中在可穿戴和智能织物的研究上从英文文献的关键词突现图谱中可以看到年英文文献相关领域的研究热点在智能纤维的材料和应用领域 年英文文献相关领域的研究热点与中文文献大体相似将智能纤维产品作为研究重点但英文文献在纤维智能产品的研究面更广 年英文文献相关领域的研究热点在关注材料研发的同时也将目光聚焦在实际智能纤维产品的应用方面健康监测和物联网的接入成为关注的焦点对比中英文文献研究突现关键词图谱分析发现中英文文献相同时期研究主题相似但在研究深入程度方面有所差异 在研究趋势上中英文文献都将焦点放在智能纤维材料的技术创新及功能的应用上如石墨烯、智能织物、健康监测等会是未来的研究重点 综合近年的关键词突现健康监测、智能服装、导电传感三个方面热点关键词出现较为频繁这也代表着智能纤维未来的研究方向和发展趋势 智能纤维的未来发展趋势基于关键词共现网络聚类及关键词 的数据分析结果结合新闻报道、国家政策文件、市场等综合因素总结.了未来智能纤维研究领域的四类发展方向.智能服装 信息传达的载体目前服装领域中科技与服装结合的研究正如火如荼将大数据、人工智能、物联网引入到服装当中促进服装行业的发展 智能服装与普通服装的区别在于智能服装能够给人带来更多的数据信息信息感知 信息传递 信息反馈这整个信息传达的过程以智能服装为载体就像智能手机一样能够给人带来丰富多彩的信息 未来随着智能纤维技术的不断进步智能服装的功能也会更加地完善而服装更是日常生活的必需品因此智能服装的研究将会成为智能纤维的重要研究方向之一.健康监测 信息的感知智能纤维对人体的健康监测实际上是对人体信息的感知 不同的人群所要感知获取的信息也不同因此智能服装面对不同的用户群体会具有不同的功能侧重面对老年人和低龄儿童的智能服装需要考虑其认知水平和免疫力的问题在智能服装中就要考虑加入自动保暖、防水防风抗菌、睡眠监测、跌倒监测或心率体温数据自动测量等功能 不同的性别也会导致智能服装的功能差异如男性相较于女性会有更大的运动量除了运动过程中的各种数据的监测外还需要考虑智能服装的易维护性即减少磨损增加服饰寿命 未来在进行智能纤维数据监测的研究中可以使用用户调研的方法针对不同用户群体对智能纤维感知功能的需求进行分析促进智能纤维技术的创新设计.导电传感 信息的传递导电传感技术是智能纤维实现智能的关键它成为人连接机器的桥梁人体所产生的各种信息数据通过智能纤维的导电进行信息传感这起到了信息传达过程中信道的作用帮助用户接受到大量的数据 而更加高效节能的导电传感技术能够提高智能纤维的待机时间和传感速率也就意味着智能纤维能够为用户带来更好的体验.物联网的接入 信息的反馈近年来物联网技术不断发展在智能家居领域已经逐步实现了“万物互联”的概念而智能纤维的介入能够使得未来世界更加方便快捷 智能纤维感知到人体的各种信息数据通过互联网传输到物联网平台这样智能家居可以通过实时监测的人体数据来实现远程控制如当智能纤维感受到人体疲倦时可以远程将房间灯光亮度调低帮助入睡或是在感受到人体体温上升或下降时将房间空调温度调低或调高从而提高睡眠质量等 物联网的接入可以根据人体的数据实时改善用户周边的环境状态即在接收到智能纤维感知的数据信息后对信息进行识别反馈从而提高用户的体验度 结 论 年德国提出未来纺织计划()以来智能纤维领域中的中英文文献出现了大幅度的上升趋势各国都希望在下一次工业革命.到来时能够在国际上占据一席之地 通过对主要研究作者和机构进行分析发现中文文献的研究作者和研究机构之间存在着一定的合作关系但是英文文献的研究作者和研究机构之间的合作更为紧密 通过关键词聚类研究可以发现智能纤维的研究内容目前主要集中于工学和理学领域表明目前智能纤维的研究更多在其材料和技术领域对于场景应用的讨论还尚浅 中文文献的研究领域聚焦于 智能、复合材料、相变材料、纺织行业和 仿 生 学 英 文 文 献 的 研 究 领 域 则 侧 重 于 (可穿戴电子产品)、(智能材料)、(智能服饰)、(智能纺织品)和 (导电性)从 维度看智能纤维的未来研究热点将主要集中在智能服装、健康监测、导电传感等方向同时关注智能纤维产品在接入物联网之后所能提供的信息将能最大限度地发挥智能纤维的智能属性研究成果将能对智能纤维未来的研发提供参考建议 尽管智能纤维在技术与材料研究等方面取得显著突破但国内外仍面临标准不统一、数据共享、应用商业化、环境可持续性等挑战需要跨学科合作与国际合作以克服这些挑战丝绸官网下载中国知网下载参考文献:沈琦 韩玲 马万启 等.智能纤维与纺织品的技术进展.棉纺织技术 (增):.():.陈悦 陈超美 胡志刚.引文空间分析原理与应用 实用指南.北京:科学出版社.:.冯维 周锦碚.德美纺织业创新综述.竞争情报 ():.第 卷 第 期基于文献计量图谱的国内外智能纤维研究现状及趋势.():.沈雷 方东根.传感装置类安全性童装的研究分析.针织工业():.():.贺洋 方东根 沈雷 等.具有温湿度监测功能的婴儿汗巾研发.上海纺织科技 ():.():.曲丽君 田明伟 迟淑丽 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