仿生功能性纖維及面料，是通過模擬大自然中動植物的生命系統(tǒng)結構和工作原理，獲得具有高科技含量的紡織品�？茖W家們將仿生科技創(chuàng)新應用于功能性纖維、面料及織物的設計研發(fā)中，已取得重大研究成果。

功能性纖維

由于動物的毛發(fā)內有空腔，其形態(tài)類似于中空管，所以保暖效果非常好。研發(fā)人員通過模仿動物毛發(fā)的結構，成功研制出了中空纖維。至今，中空滌綸的種類不斷增加，應用范圍不斷擴大。例如用中空滌綸FDY長絲開發(fā)的面料具有很好的保暖性、蓬松性和柔軟性，加上纖維的異形截面賦予其極佳的吸濕透氣性，已廣泛用于滑雪服、運動服、休閑服等戶外功能性紡織品領域；用抗菌中空滌綸仿毛差別化短纖維生產的面料除具有良好的回彈性、蓬松性和保暖性外，還具有抗菌、防臭等保健功能。應用仿生科技開發(fā)的復合功能纖維材料，可生產多種用途的功能性紡織品。如研發(fā)的具有殺菌作用的“抗菌棉”功能面料，用其制作的運動內衣，有較好的保健作用，對真菌類皮膚病有明顯的抑制和治療作用；因蠶絲在光的照射下會折射出炫目多彩的光線，受蠶絲結構的啟發(fā)，已成功研發(fā)出異形纖維、細旦纖維。目前市場上各種仿絲仿毛皮產品都是加入異形纖維做成的；通常仿毛產品采用多角形、扁平形、帶狀形、中空等異形纖維，仿絲產品采用三角形等異形纖維，仿麻產品采用扁平形、帶狀形等異形纖維。近年來，通過模仿蜘蛛絲的分子結構，研制出仿蜘蛛絲高強度纖維；模仿研究變色龍皮膚應急系統(tǒng)，研制的能自動變色的光敏變色纖維，可以隨環(huán)境中溫濕度的變化而變化，或者通過在線添加納米光致變色劑后，能夠隨周圍環(huán)境的光色變化而改變顏色。用變色面料制成的運動休閑服裝，因具有時尚和個性化特點，備受年輕人青睞，同時還可以廣泛應用于戶外軍服，在野外作戰(zhàn)中有很好的“偽裝”作用。

功能性面料

荷葉是自然界中具有防水自清潔功能材料之一，研究發(fā)現(xiàn)荷葉的表面存在乳突和蠟晶結構。荷葉表面具有很多微小的突起，平均直徑為10μm左右，微米級突起表面又覆蓋許多納米尺寸的乳突，乳突的直徑在200nm左右。微米級的突起和納米級的乳突將空氣封閉于其間，形成許多微小的“空氣儲存池”。當水滴落在這樣的復合粗糙表面上時，與葉面的接觸面積很小，僅為水滴覆蓋面積的2%～3%，因此接觸角很高，可以達到160°。

荷葉表面的水珠

根據荷葉效應，科研工作者開發(fā)了利用構建微納米粗糙結構和低表面能物質修飾相結合的復合加工技術。如江西昌碩戶外休閑用品有限公司聯(lián)合高校和研究院，根據荷葉表面微結構并結合納米技術，分別采用含氟聚合物摻雜改性納米二氧化硅溶膠整理技術和含氟拒水劑摻雜納米二氧化硅凝膠整理技術，將納米粒子和低表面能的含氟聚合物固著于織物表面，在滌綸織物表面形成粗糙的疏水表面結構，從而獲得超疏水織物；同時采用聚偏氟乙烯（PVDF）摻雜含氟聚合物和納米二氧化硅凝膠涂層技術，開發(fā)了具有微納超疏水自清潔功能的戶外服裝用滌綸織物，其與水的靜態(tài)接觸角達到158°，滾動角9°，防水等級5級。

超疏水滌綸織物表面接觸角

智能纖維織物

仿生智能高分子材料的發(fā)展，為防水透濕膜的智能化提供了基礎。如利用聚氨酯材料的特殊性能，獲得一些智能聚氨酯薄膜及新型防水透濕復合薄膜。具有形狀記憶調溫功能的溫敏型聚氨酯防水透濕薄膜，在外界的環(huán)境溫度發(fā)生變化時，其透濕性和透氣性也隨之發(fā)生變化，具備高溫透濕透氣、低溫保暖等特點，將其應用在紡織服裝上、食品包裝、醫(yī)療等各領域中前景廣闊。如應用在冰雪運動功能紡織品上，可以滿足不同環(huán)境下的透濕透氣要求，在外界環(huán)境溫差變化大和人體發(fā)熱出汗時，可以保證人體的舒適性。美國GORE－TEX^®品牌于2021年重磅推出新型膨體聚乙烯薄膜（ePE），該產品可制成輕盈、纖薄且結構堅固的復合材料，具有良好的耐用性能，可進一步減少對環(huán)境的影響；與聚氨酯相結合，可形成持久防水、持久防風、高度透氣的薄膜；Higg MSI測量結果表明，該薄膜質輕可減少碳足跡；不含影響環(huán)境的PFC（全氟化合物）。

采用膨體聚乙烯（ePE）薄膜的GORE－TEX^®產品分層圖

新型智能紡織材料可以感知周圍的環(huán)境條件并對其變化或刺激產生反應。目前已經用于運動服裝的智能材料有相變材料、形狀記憶材料、變色材料、全息纖維和耐撞擊材料等。如全息纖維可以儲存人體通常所不用的能量來提高重要的生理機能，提高人體器官的含氧水平，加快運動員新陳代謝，有利于運動員體力透支后的恢復。