为解决传统明胶基止血材料存在的吸水膨胀导致组织压迫风险、化学交联剂潜在毒性,以及力学强度和降解速率不可控等问题,采用甲基丙烯酸酐(MA)修饰鱼明胶,赋予甲基丙烯酰化明胶(GelMA)可被光引发交联的特性,规避化学交联剂带来的毒性风险。并采用静电纺丝技术将其加工为纤维膜形式,不仅可缓解组织受压风险,又能利用其高比表面积、多孔性、高孔隙率实现快速浓缩血液、凝集血细胞。体外止血测试证明,相比于市售明胶海绵,该GelMA纤维膜的止血时间与血液凝固指数分别缩短至明胶海绵的66.49%和30.69%。通过调控MA的添加量,制备了不同甲基丙烯酰基取代度的GelMA纤维膜,通过微观形貌观察、拉伸性能测试、体外酶解实验等系统性探究了取代度对GelMA纤维膜的影响,成功证明基于取代度(18%~69%)的调控,可得到具备不同降解周期(2~60 h)与拉伸强度(0.13~3.25 MPa)的GelMA纤维膜。这种可定制的力学与降解特性使其能够适配急性出血控制(高取代度、慢降解)与微创手术止血(低取代度、快吸收)等不同临床场景,为开发高效安全的可吸收止血材料提供了创新解决方案。

为解决传统棉纱敷料吸液率欠佳的问题,研发了一种吸液率高、理化性能优异的海藻酸钙(CA)三维多孔材料。通过逐步冷冻工艺解决了海藻酸钠(SA)胶体在固液相变过程中产生的团聚与断裂问题,制备的SA结晶体平整无裂纹,经冷冻干燥后的SA三维多孔冻干材料孔隙大小均匀,结构稳定;以无水氯化钙(CaCl₂)为交联剂,采用Box-Behnken响应面法优化CA三维多孔材料制备工艺,结果显示:当SA质量分数为1.75%,CaCl₂质量分数为0.35%,处理时间为9 h时,制备的CA三维多孔材料吸液率达3 064%,湿性状态下其拉伸断裂强度为0.42 MPa、断裂伸长率为45%、压缩回弹率为100%,表现出良好的吸液率及结构性能稳定性。此外,CA在3 367 cm^-1处的吸收峰增强且CA中钙元素含量较SA增加8.08%,钠元素含量较SA下降8.25%,表明Ca²⁺与SA发生了置换反应;CA三维多孔材料内部为均匀网络互穿多孔结构;CA热分解温度较SA高70 ℃。制备的CA三维多孔材料在吸液、力学、结构及热稳定性能方面较为优异,符合理想敷料标准。

为解决感染性创面治疗中抗生素耐药性加剧与精准抗菌需求提升所带来的临床问题,开发兼具高效抗菌活性与低耐药风险的智能敷料成为组织修复领域的研究热点。基于物理协同抗菌策略,通过静电纺丝技术构建了聚丙烯腈-普鲁士蓝/月桂酸/环丙沙星(PAN-PB/LA/CIP)光热响应性纳米纤维膜,通过正交试验优化工艺参数,并系统评估其形貌特征、光热转换效率、药物控释行为、抗菌性能及生物相容性。结果表明:在纺丝液质量分数14%、接收距离15 cm、电压16 kV的优化组合条件下可制备出结构均匀、性能稳定的纤维膜;近红外光触发下,该敷料可实现光热-药物协同抗菌,释药效率增加且释药率提升3倍以上;近红外光照射下,敷料对金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌的清除率达100%,且生物相容性良好。所制备样品能实现高效、安全抗菌并促进伤口愈合,其综合性能满足感染创面修复对抗菌微环境构建的临床需求,为开发新型自适应创面治疗系统提供了实验依据。

丝素蛋白在溶液中的构象决定其最终产品的性能,因此阐明其在溶液中的构象以及转变动力学的影响机制至关重要。将丝素蛋白冻干粉末溶解于去离子水中,制备了不同质量浓度的水溶液。通过荧光光谱监测丝素蛋白的构象转变,利用原子力显微镜表征构象转变过程中聚集体的形态变化,并利用流变仪测量不同质量浓度下的溶液黏度,揭示了溶液浓度对丝素蛋白的构象及其转变动力学的影响机制。结果表明:溶液质量浓度对调控丝素蛋白的构象及其转变动力学至关重要;高浓度条件下丝素蛋白初始构象以无规卷曲为主,转变为β-折叠构象过程出现明显“滞后期”,由β-折叠结构聚集形成的纤维呈现三维网状生长特征;低浓度条件下丝素蛋白溶液初始状态存在较多的β-折叠构象并随时间延长继续增多,进一步聚集形成纤维,表现为均相成核和一维生长的特点。

为解决传统防水透湿材料存在的防水性与透湿性难以兼顾、力学性能不足等问题,基于苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)的疏水性和可加工性,以及氟化聚酰亚胺(FPI)的高疏水性和耐化学性,采用一步静电纺丝技术制备了SEBS/FPI复合微纳米纤维膜。通过系统调控聚合物配比,研究了SEBS和FPI质量分数对复合纤维膜微观孔结构、表面润湿性能、透气性能、防水透湿性能及力学性能的影响规律。采用单因素优化策略,首先固定FPI质量分数为1%,系统考察SEBS质量分数对纤维膜性能的影响;在确定最优SEBS质量分数的基础上,进一步优化FPI质量分数,探究其对复合纤维膜综合性能的调控机制。结果表明:最优SEBS质量分数为12%,此时纤维膜接触角达132.5°,耐水压为21.8 kPa,透湿率为14.53 kg/(m²·d),实现了良好的防水性与透湿性能平衡。在此基础上,进一步提升FPI质量分数至5%时,纤维膜综合性能明显提升,接触角达132.9°,耐水压提高至53.4 kPa,透湿率为9.71 kg/(m²·d),拉伸断裂强度为4.6 MPa,断裂伸长率为90.6%,FPI的引入不仅有效提升了纤维膜的疏水性能,还通过调节孔结构优化了其防水性和透湿性。

为解决当前光致变色纺织品存在的环保和高耗能的问题,并提高光致变色纺织品功能化,在开发兼顾环保、低能耗与光致变色功能的纺织品基材,以适配军民两用场景需求的条件下,合成了具有不同变色效应的光致变色微胶囊(PCMs),利用具有生态环保性的聚羟基脂肪酸酯(PHA)和聚乳酸(PLA)材料作为纺丝基材,将微胶囊加入到PHA/PLA纺丝液中物理共混,通过微流控湿法纺丝技术制备了功能化光致变色纤维。结果表明:通过优化纺丝参数,PHA和PLA质量分数分别为2%和14%时,制备得到的PHA/PLA纤维断裂强度可达50.68 MPa,断裂伸长率为97.42%;添加微胶囊后纤维的力学性能会受到一定程度的影响,但是仅需添加1%的微胶囊,纤维即可表现出明显光致变色性能。通过环保基材与低能耗纺丝技术的结合,成功制备出兼具优异力学性能与光致变色功能的纤维,既满足了军民两用领域对纺织品颜色调节的需求,又响应了环保与低能耗的行业发展要求,为光致变色纺织品的产业化应用提供了可行路径。

针对六价铬离子(Cr(Ⅵ))具有强毒性与致癌性,传统处理方法存在效率低、二次污染等问题,采用静电纺丝与原位生长技术,制备了聚丙烯腈/共价有机框架(PAN/COF)复合纳米纤维膜,用于Cr(Ⅵ)吸附与还原。分析了PAN/COF复合纳米纤维膜的形貌与结构,并测试其在不同条件下与Cr(Ⅵ)吸附性能的关系。结果表明:通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪等手段证实COF成功负载于PAN纤维表面,形成多级多孔结构;吸附性能研究表明,在pH=1、温度318 K、Cr(Ⅵ)质量浓度100 mg/L条件下,复合膜最大吸附量达99.4 mg/g;吸附等温线符合Freundlich模型,表明为多分子层吸附;吸附热力学显示吸附是自发吸热过程;吸附动力学符合准二级模型,证实化学吸附为主要机制;X射线光电子能谱分析表明,46.7%的Cr(Ⅵ)被还原为Cr(Ⅲ),经过7次吸附-脱附循环后,该PAN/COF复合纳米纤维膜的吸附效率仍能稳定保持在80%以上,具备优异的结构稳定性与循环复用性能。

为提高可生物降解左旋聚乳酸(PLLA)材料及其织物的阻燃性能,依据PLLA和季戊四醇磷酸酯(PEPA)的特性设计了PLLA/PEPA体系,采用双螺杆熔融共混制备含40%PEPA的PLLA/PEPA母粒,通过注塑机制备含不同质量分数PEPA的PLLA/PEPA复合物,采用极限氧指数仪、垂直燃烧仪、锥形量热仪和万能试验机等手段研究PEPA质量分数对PLLA阻燃性能和力学性能的影响,并对综合性能最佳复合物的可纺性及纤维的力学性能和织物的阻燃性能进行评价。结果表明:当PEPA质量分数为5%时,复合物的极限氧指数(LOI值)达到32%,UL-94等级为V-0级,引燃时间延长约25 s,且经工业生产线纺丝实验证实该复合物具有良好的可纺性,纤维的断裂强度为2.38 cN/dtex,将其织成153 g/m²的缎纹织物进行性能检测,织物的LOI值约33%,垂直燃烧测试无熔滴且水洗30次后阻燃性能未降低,表明该体系获得的织物具有良好的阻燃耐水洗性。阻燃机制研究表明,PEPA提高PLLA阻燃性能是捕捉自由基机制、凝聚相阻燃机制和交联致熔体增黏三者共同作用的结果。

针对工业生产中聚酯纤维超微结构中的团聚效应对产品的颜色均匀性、机械性能均匀性及光泽度等性能的负面影响这一问题,提出一种基于改进U-Mamba的聚酯纤维超微结构分割算法。首先利用扫描电子显微镜采集聚酯纤维超微结构中团聚粒子分布的高分辨率图像并建立对应的超微结构数据集以评估模型性能,使用结合边缘检测算法的预训练神经网络对纤维图像进行去噪、滤波以及自动着色处理,通过设计高阶视觉状态空间模块和多尺度信息融合模块,改进后的U-Mamba深度网络模型能够准确识别并分割超微结构中团聚体。实验结果表明:在超微结构数据集下,该算法对比其它经典算法具有较高的分割准确性,其交并比达到78.9%,平均准确率达到96.1%,能够满足工业生产中机器视觉技术在高功能纤维超微结构分析中的应用需求。

针对现有羊毛羊绒纤维识别方法中存在的训练数据规模小、对高分辨率图像依赖强以及交错纤维识别效果不佳的问题,提出了一种基于频域景深合成与改进SOLOv2模型的羊毛羊绒纤维识别算法。首先,采集多焦面的羊毛羊绒纤维图像,经过空域滤波与形态学处理提取纤维轮廓特征,随后将图像转换至频域,并利用高斯核算子进行融合,生成高质量纤维图像。在此基础上,对11 799张融合后的纤维图像进行准确标注,构建一个大规模、覆盖广泛的羊毛羊绒数据集。在SOLOv2算法的基础上,引入Swin Transformer作为主干网络,以提升局部建模与全局特征提取能力,同时采用PAFPN结构优化特征融合过程,增强多尺度特征表达能力。结合随机裁剪、随机翻转与随机高反差保留3种数据增强策略,进一步提升了模型的泛化性能。最终,在羊毛羊绒纤维数据集上的测试结果表明,所提出的改进SOLOv2模型能够实现对交错纤维的精细化识别,模型的平均准确度高达96.85%,相比SOLOv2模型提高了2.73%。

为明确喷气涡流纺纺纱过程中加捻腔内的气流变化和纤维运动规律,对引纱过程和稳定纺纱过程中的气流和纤维运动进行模拟研究。结果表明:高速旋转气流的卷吸作用使得喷嘴入口形成负压气流吸入纤维,还导致加捻腔出现向上运动的气流,在纤维输入通道内形成回流区域。引纱纺纱过程中喷嘴加捻腔内的气流场分布规律与纺纱阶段下的分布规律相似,但是受到空心管内的气流影响,越靠近空心锭口,负压值和气流速度就越大,越靠近导引针,梯度越不明显,在引纱通道内有明显的压力、速度梯度分布。在纺纱过程中纤维在喷嘴内的运动分为4个阶段,分别对应纤维输入通道进出口、加捻腔进出口、空心锭表面停留和引纱管进出口。从纤维输入通道进口到出口纤维速度逐渐增大,进入加捻腔后加速度进一步增大,速度更快,继续向前接触空心锭表面在进入引纱管前,纤维速度逐渐降低,进入引纱管后速度提高并在引纱管出口达到最大;在引纱过程纤维速度变化与此类似。

为解决非弹力单包包覆纱因包缠内应力导致的扭结问题,提出采用芯纱实时反向加捻再包覆的技术方法,即对芯纱进行捻向与包缠捻向相反的实时加捻,通过芯纱加捻的反捻力矩抵消外包缠纱包缠产生的反捻力矩,实现包覆纱的无扭结效果。探讨了2种在空心锭包覆机上进行芯纱实时加捻的技术:空心锭机构加捻与倍捻机构加捻,给出2种芯纱加捻的技术原理,并分析了各自优缺点和适用性;明确了芯纱加捻的捻向匹配原则:长丝芯纱可自由选择加捻捻向,短纤芯纱因具有初始捻度,芯纱进行再加捻的捻向须与原捻向相同。利用2种芯纱加捻机构分别纺制了包缠捻度为500捻/m的涤纶长丝混色包覆纱和包缠捻度为800捻/m的毛/涤纶混色包覆纱,并对不同芯纱反向加捻捻度下包覆纱的扭结指数和拉伸性能进行了测试。结果表明,芯纱反向加捻可显著降低包覆纱的扭结,当涤纶长丝芯纱反向加捻至400捻/m时,扭结指数下降超90%;毛/涤纶包覆纱芯纱捻度达200捻/m时,扭结接近完全消除。芯纱加捻改变了包覆纱的结构,故对复合纱的性能会有所影响,对于不同芯纱和外包缠纱配置,以及不同芯纱反向加捻捻度,断裂强力和伸长率的变化趋势有所不同。

环锭短纤纱的力学柔性与强度主要源于其独特的交缠捻曲结构和纤维丛微尺度效应与细观力学的耦合,但当前其力学性能研究仍主要基于宏观唯象表征或定性分析阶段。为阐明低应力下的短纤纱细观结构对其宏观力学性能的影响规律并简化模拟计算复杂度,构建了等效模型纱线系统,从纤维尺度效应、成纱纤维取向及纱线捻度3个维度开展有限元模拟分析与实验验证。结果表明:短纤纱拉伸断裂强度与其捻度、纤维搭接长度呈非线性正相关,且捻度和搭接长度对短纤纱断裂失效模式转变存在逾渗阈值;纤维取向角与纱线力学强度呈准线性负相关。该研究结果有利于揭示短纤纱的力学宏细观关联规律与力学强度机制,可为纱线超结构设计和力学性能调控提供理论参考。

弹性导电纱线是应用于智能可穿戴电子纺织品领域的重要材料,然而传统弹性导电纱线存在应变敏感的问题,这不仅阻碍信号的无损传输,还限制了其在可拉伸设备中的应用。为改善弹性导电纱线的力学性能并使其同时具备良好的弹性和传感性能,选用具有良好导电性能的镀银锦纶纱和具有高弹性的聚氨酯树脂作为基材制备弹性导电纱线。采用同轴湿法纺丝和差速牵伸相结合的方法,制备出具有内螺旋结构的导电纱线。在纺丝过程中,通过调节前后牵伸辊的牵伸速度,制备不同规格的弹性导电纱线,对内螺旋结构纱线的制备工艺加以优化,实现了内螺旋结构导电纱线的连续生产。对所制备的导电纱线的微观形貌、力学性能、传感性能、应变不敏感性能进行测试表征。结果表明:随着牵伸速度比的增大,螺旋结构数目增多,电阻变化率减小,应变不敏感性能增强。当牵伸速度比为1 ∶1时,导电纱线在90%的应变下的电阻变化率高达90%,体现出良好的导电传感性能。当牵伸速度比为1 ∶5时,导电纱线在300%的应变下的电阻变化率低至5. 6%,且在30%应变拉伸条件下电阻变化率随时间变化显示出良好的稳定性,体现出良好的应变不敏感性能和耐久性能(2 000 次循环),为高弹性复合导电纱线的发展提供理论指导。

为获得具有拉伸-压力-非接触感知功能的全针织结构多模态柔性电容传感器,以镀银聚酰胺6为芯纱,利用涤纶与聚氨酯进行双重包覆,得到了聚氨酯-涤纶/镀银聚酰胺6复合导电纱线,并将其织制成纬平针组织的全针织结构柔性电容传感器。测试了复合导电纱线的相关性能,分析了传感器的拉伸、压力及非接触感知传感性能。结果表明:相较于芯纱,复合导电纱线的断裂强力与断裂伸长率分别提升了216.9%与9.33%,但导电能力有所下降;传感器具有良好的多模态传感能力,在拉伸传感中,灵敏系数最高可达0.324 3,在8.8 mm/s的拉伸速度下,拉伸1 000 s,电容波动较小,重复性较好;在压力传感中,可识别物体质量,且在同种压力作用下电容变化稳定;在非接触传感中,具有多方向敏感性,且可识别物体尺寸、靠近速度和距离。该传感器可用于监测人体呼吸体征及关节弯曲角度。

生物质多酚凭借其共轭结构与较强的反应活性,在功能性染料设计中展现出广泛应用潜力。然而,其色系多局限于黄棕色,且功能单一,难以满足实际应用需求,因此需通过结构调控实现多色系与多功能的协同。基于多酚羟基与金属离子间可调控的配位特性,选用植物来源的咖啡酸、原儿茶酸和绿原酸分别与亚铁离子络合,成功制备出具有黑色、紫色和棕色的生物基染料。进一步以支化多胺为桥接剂,在染料与纤维间建立连接,实现了多色系织物的构建。实验结果表明:3种多酚与亚铁离子在量比分别为1∶1(咖啡酸、原儿茶酸)和2∶1(绿原酸)、反应pH值为7时生成的染料量最多且色泽鲜艳;当染色条件为多酚浓度10 mmol/L、温度60 ℃时,织物的K/S值达到最高,经该染料染色的织物具有较好的耐摩擦色牢度(均在3~4级以上),不仅对碱性液体具有响应变色性能,且紫外防护系数(UPF)均大于50,展现出较强的紫外防护性能。

为开拓无色或淡色的植物提取液的附加价值,利用银杏叶提取液中的黄酮实现对羊毛和蚕丝织物的抗菌整理。首先采用乙醇/水提取法制备了含黄酮的银杏叶提取液(GBL-e),并通过高效液相色谱法考察GBL-e中的黄酮类型;然后使用GBL-e对织物进行抗菌整理,并通过吸附反应模型探究织物对GBL-e黄酮的吸附机制;最后研究2种织物的抗菌性能。实验结果表明,GBL-e中主要存在槲皮素、山奈酚和异鼠李素这3种黄酮类化合物;羊毛和蚕丝织物对黄酮的吸附过程符合Lagergren准二级动力学模型以及Langmuir和Freundlich吸附等温模型,且蚕丝织物对黄酮的吸附能力显著优于羊毛织物;经过GBL-e整理的2种织物均具有良好的抗菌性能。

为评估高强聚酰亚胺织物在复杂严苛环境中的长期安全可靠性、预测其服役寿命,并进一步优化生产工艺、开发性能更稳定和耐久性更强的新一代纤维,选取霉菌侵蚀、氙灯辐照、盐雾及机械磨损4种环境条件,系统模拟聚酰亚胺织物在大气、太阳辐射等多种工况下的老化过程。借助电子万能材料试验机、光电子能谱分析以及场发射扫描电子显微镜对老化前后试样的拉伸强度、化学结构和微观形貌进行表征分析,并初步探究其老化机制。结果表明:选择的4种加速老化条件均导致聚酰亚胺织物试样的力学性能和耐热性能出现不同程度的下降;其中,氙灯辐照和盐雾处理对材料造成的损伤尤为显著,引发了明显的表面缺陷;进一步机制分析显示,老化过程中聚酰亚胺大分子链中相对脆弱的化学键被破坏,是导致材料性能退化的原因。

为解决传统棉织物前处理工艺高温强碱、用水量大、能耗高、纤维损伤严重等问题,设计并制备了一种由阴离子表面活性剂α-烯烃磺酸钠、非离子表面活性剂异构十三醇聚氧乙烯醚与两性表面活性剂十四烷基二甲基氧化胺按3∶7∶1比例复配的低温高效精练剂。采用单因素实验对低温低碱短流程工艺进行系统研究与优化,通过表面张力测试、润湿性能表征及各项稳定性分析,揭示了表面活性剂三元体系形成混合胶束产生协同增效作用,显著降低临界胶束含量并增强表面活性。结果表明:制备的低温高效精练剂具有优异的表面活性,临界胶束含量低至0.01%,临界胶束浓度处表面张力值达25.33 mN/m,沉降时间为4.43 s,其耐碱、抗氧化、高温稳定性能优良;一浴法低温练漂最优工艺参数为:精练剂 1.4 g/L(以有效含量计),NaOH 3.5 g/L,Na₂SiO₃ 2 g/L,30% H₂O₂ 6~14 g/L,精练温度85℃,精练时间55 min;经最优工艺处理后棉织物毛效可达14.0 cm、白度为81.23%、强力保留率为82.12%。

针对现有数码喷墨墨水黏合剂多以石化原料为主、可再生性差、难以兼顾牢度和柔性的问题,以二氧化碳基聚碳酸亚丙酯二醇(PPCD)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯为硬段,丙烯酸羟丙酯为封端剂,丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为共聚单体,通过乳液聚合制备了具有高牢度、高柔韧性的改性聚氨酯丙烯酸酯(PUA)乳液,并将其用于数码喷墨涂料墨水的制备。通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱技术表征二氧化碳基聚氨酯丙烯酸酯乳液的分子结构,对比分析PPCD与聚乙二醇(PEG)、聚四氢呋喃(PTMEG)为软段的PUA乳液反应转化率、反应前后粒径、胶膜力学性能、胶膜表面微相结构及相应涤纶平纹数码印花织物的服用性能等。结果显示:相较于PEG和PTMEG,因PPCD分子结构中同时含有醚键和酯键,故由其所制PUA胶膜展现出较高的断裂强度和延展性,其断裂强度达10.8 MPa,断裂伸长率达825%;相应的涤纶平纹印花织物具备4~5级的耐干湿摩擦牢度、较低的硬挺度和较好的透气性。

针对文本到纺织数码印花图案生成任务中存在的图案色彩属性绑定错误问题,提出一种交叉注意力调控的数码印花图案生成方法。首先构建包含3 090个文本-印花图案样本对的数据集,用于模型微调和测试;随后以文本-图像生成稳定扩散模型为骨干网络,训练文本到数码印花图案生成模型。在模型推理过程中,构建交叉注意力色彩激励模块。该模块通过交叉注意力色彩损失,激励文本中色彩关键词对应的交叉注意力权值最大化,促使模型更加关注图案色彩的生成。结果表明:所提方法不仅在图案色彩语义一致性方面优于其它先进模型,在图案质量与视觉效果方面也表现出显著优势;文本循环一致性(T2T-Sim)指标和色彩文本准确度(C2T-Acc)指标分别较次优方法提升2.96%和8.94%。该方法有效提升了纺织数码印花图案设计与产品开发的效率和精度,增强了印花图案个性化定制能力,为新一代绿色纺织制造和技术创新提供了理论依据与技术支撑。

针对服装生产过程中繁琐费时的适体纸样制作与调整,提出一种基于Python的参数化样板生成模型,以实现样板的自动生成。通过研究和对比2类双圆弧曲线的拟合原理,利用Python语言设计了可调整的连接点函数来生成衣身曲线,并评估曲线在连接点处的平滑性。根据人体测量实验获取的人体各部位尺寸建立回归模型,用于设置纸样生成的部位参数。以女士衬衫为例,结合参数化设计理念,构建样板的自动生成模型,并在AutoCAD中实现适体纸样的快速生成。利用CLO 3D软件对生成纸样进行压力与合体性的评价,验证了该生成方法的可行性。实验结果表明,由所提算法生成的曲线在拥有平滑性的同时可以进行长度调整,能快速便捷地处理纸样中的复杂曲线,为大规模个性化定制过程中基于体型快速生成适体性纸样提供理论和技术支撑。

针对复杂场景下服装关键点检测模型的准确性与实时性难以兼得的问题,以提高检测准确性并保持实时性能为目的,提出了一种基于深度学习的服装关键点实时检测模型。该模型以实时多人姿态估计架构为基础,首先构建中值增强的通道与空间注意力模块,通过并行执行全局平均池化、最大池化与中值池化,融合生成注意力权重,增强服装关键部位的特征表示;其次设计跨尺度特征融合模块,将骨干网络中不同层级的特征图进行上采样、拼接与交叉卷积融合,构建兼具细节信息与语义特征的金字塔结构;进一步建立自注意力特征增强模块,通过计算特征点间相似性动态生成注意力图,自适应调整各区域特征权重;最终实施分类别微调策略,针对6类典型服装分别建立专用模型以优化整体性能。结果表明:该方法在DeepFashion2和DeepFashion数据集上分别达到了65.1%与68.0%的检测准确度,同时保持140.0帧/s和142.3帧/s的实时处理速度。该模型提升了复杂场景下服装关键点检测的综合性能,未来可应用于服装智能制造和虚拟试衣等领域。

为探究不同缝纫速度下,软体手指对面料按压力与送布速度组合对长直线缝纫偏差的影响,以九宫格拼布工艺中的2条布条拼接阶段为研究对象,选择拼布常用的3种纯棉面料,将长直线缝纫轨迹划分为3个缝纫区段进行3次循环直线缝纫。结合力控技术,使用软体手指作为UR5机械臂末端执行器按压送布,以软体手指的压力和速度作为试验因素,每个因素均设计5个水平,进行L₂₅(5²)正交试验。通过极差分析与方差分析发现:不同缝纫速度下,3种面料的3个循环缝制段对应的最佳软体手指压力与速度组合存在差异,且软体手指的压力、速度及其交互作用对缝纫偏差的影响也因缝纫速度和循环缝制段的不同而不同。进一步构建支持向量回归模型,对缝纫偏差进行预测,并分别采用网格搜索、贝叶斯优化与粒子群优化方法进行超参数优化。优化结果表明:优化后模型在训练集与测试集上的表现均显著优于未优化模型,使用网格搜索优化得到的模型泛化能力和优化效率最佳(均方根误差为0.039 7 mm,优化耗时为26.52 s)。

为解决转杯纺纱过程中某些锭位因偶发性断头或满卷后自动换筒造成的纱线断头问题,基于可实现单锭单控的全自动转杯纺纱平台,通过对单锭自动接头功能及其机制的分析,构建了尾纱生头长度、停留位置及储纱长度数学模型,并进一步研究了转杯纺转杯内纤维的搭接情况,然后根据种子纱与纤维流重叠长度及加捻时间构建了可调控接头形态结构的数学模型。在此基础上,通过可编程逻辑控制器(PLC)多层次控制技术指导相关机械结构的时序动作,实现断纱后的高速接头。通过TQFK90A转杯纺纱机进行了30组验证实验,通过USTER^®TESTER 5及MatLab对纱线进行对比分析,结果显示:30组实验的接头成功率为100%,接头最大直径平均值为0.578 mm,为正常纱线直径的1.778倍;接头平均强力为10.76 cN/tex,为正常纱线强力的88.1%。符合FZ/T 93015—2021《转杯纺纱机》规定的接头质量指标及FZ/T 12001-2015《转杯纺棉本色纱》规定的单纱断裂强度指标。

随着纺纱设备向智能化方向发展,针对传统的精梳条条干质量检测方法已无法满足行业对实时检测与智能化控制需求的问题,提出一种精梳条条干质量在线微波检测方法。首先,基于微波谐振腔微扰理论并结合精梳工艺及纤维特性建立条干密度与谐振腔频率的关系模型;其次,对微波传感器谐振腔的关键参数进行确定,计算谐振腔在TM₀₁₀工作模式下的半径与高度,并结合安装位置对传感器进行外形设计;随后,结合精梳机车速及采样周期对采样频率进行计算确定;然后,通过模拟谐振腔内棉条介电常数的变化进行条干密度仿真,并将理论密度值与仿真密度值进行对比分析,初步验证精梳条在线检测系统的理论正确性;最后,搭建在线检测实验平台进行现场实验,综合考虑灵敏度与误差后,选择了3种频率下的多组实验数据分别与条干仪的测量结果进行分析对比,结果表明,3种频率下的各条干变异系数(CV值)与条干仪测量数据的误差均在3%之内,证明该系统能够准确实现精梳条条干均匀度的在线检测。研究结果为实现精梳条条干在线检测系统的研究提供了理论参考和新思路。

为快速、高效实现立体编织技术机电仿一体化设计,对六角式与旋转式编织原理进行分析,根据2种编织方式的共性,基于笛卡尔坐标系对编织机底盘进行建模,推导出携纱器在底盘上的运动矩阵,进而获取纱线的运动数据。在此基础上,将编织工艺转换为携纱器在底盘上的位置变换信息,构建了压线矩阵,为纱线在芯棒上的交织判断提供了依据,并利用NURBS曲线对纱线形态实现精确表达。针对芯棒上纱线的生成方式,提出了一种基于缠绕和解旋2种状态的纱线有限单元处理方法,实现纱线三维动态生成。接着,以实际编织机为对象,采用Qt Toolkit开发适用于2种编织工艺的虚拟立体编织软件。最后,利用工业Computed Tomography设备,对10种编织物的三维理论模型与实际产物对比分析,结果显示纱线压线情况高度一致,且在直径和长度方面的平均误差为3%~6%,从而验证了所提算法的准确性,为立体编织技术的推广奠定了坚实基础。

碳纤维非织造材料是通过非织造生产工艺对不同碳纤维原料进行加工得到的同时具有碳纤维和非织造材料性能的特殊材料。为推动该材料的应用,综述了针刺、水刺、湿法、熔喷、静电纺丝法、离心纺丝法等碳纤维非织造材料的原料、成形工艺、产品优势与面临的问题。分别讨论了国内外碳纤维毡、碳纤维纸、碳纤维膜的产能规模,产品性能及最新研究进展,受限于碳纤维材料的性能瓶颈与产能约束,国内在碳纤维非织造材料的工业化生产仍处于追赶阶段,而科研领域对碳纤维材料的研究热度持续高涨与成果产出频现,预示未来碳纤维非织造材料在国内规模化发展的市场前景。最后展望了碳纤维非织造材料的发展方向,为碳纤维非织造材料的高值化应用提供借鉴。

电致发光(EL)纤维作为柔性电子与智能纺织交叉领域的前沿方向,通过将发光功能与纤维形态结合,正推动可穿戴设备、智能织物及人机交互技术向超薄化、高柔性和多功能集成方向跨越发展。针对该领域最新进展,系统梳理了EL纤维从材料设计、结构工艺到纺丝技术等多个维度的研究现状,深入分析了当前面临的多重挑战,包括环境稳定性、机械耐久性、显色单一性及规模化生产瓶颈等问题。目前EL纤维已经在生物医学(柔性光疗绷带)、能源(自供电发光织物)及军事(自适应伪装系统)等领域崭露头角,其与传感、供能模块的深度融合将催生新一代智能交互模式。通过聚焦材料-工艺-器件的协同创新,旨在为EL纤维的材料革新、工艺优化与跨领域应用提供理论支撑与技术路线指引,加速实现从实验室研究向产业化应用的重要跨越。

为开发便携、可视化的柔性气体污染物监测设备,以满足人们对当前环境安全及健康防护的迫切需求,综述了基于纺织纤维材料的比色式气体传感器的研究现状及发展趋势,详细阐述了比色传感器的原理、响应材料种类及制备方法(如浸渍法、静电纺丝法、冷冻干燥法等),并分类介绍了其在化学战剂、挥发性有机物、硫化氢和氨气检测中的应用,探讨了纤维基比色传感器发展应用存在的问题及未来的发展方向。认为:目前纤维基比色传感器在灵敏度、选择性和响应时间等方面表现出色,且可通过智能手机等设备实现无仪器化检测。未来纤维基比色传感器将在稳定性、多功能集成和低成本制备方面进一步发展,为环境监测和可穿戴设备提供重要技术支持。

为了解机器学习模型在不同类型电子纺织品中的适用性及应用趋势,介绍了其在人机交互、运动分析与健康监测三大场景中的应用。通过剖析卷积神经网络(CNN)、长短期记忆网络(LSTM)、支持向量机(SVM)等经典机器学习模型的优缺点,阐述了模型特性与电子纺织品用途、结构之间的内在匹配关系。并从电子纺织品的信号处理,工艺优化,场景应用3个方面对机器学习技术的应用趋势进行梳理。结果表明:复杂模型在嵌入式设备中部署困难、面对用户和环境差异模型泛化能力欠缺、高性能与低成本难以兼顾是当前面临的三大挑战,未来可以向模型轻量化与云端协同推理、大规模多场景数据集构建、多目标优化策略等方向探索,以促进机器学习与电子纺织品的深度融合,推动其智能化升级与产业化落地。

作品设计灵感源自新疆的非物质文化遗产——新疆木模戳印花技艺。木模戳印花技艺起源于古代丝绸文化交流，展现了当时社会的文化融合。这项技艺使用雕刻有图案的木模蘸取各种天然植物和矿物染料，将图案印在手工纺织的白色织物上，形成多种不同图案的组合，最终成为彩印花布。在本系列设计中，采用了独特的木模戳印花图案，体现了手工艺的精细与深厚文化底蕴。不仅继承了木模印花技术的精髓，还融入了现代生活元素，使传统文化与现代设计语言相结合。每种图案都选用了柔和而典雅的色彩，配以简洁的线条和图形，旨在呈现出温馨和谐的美感。整体设计旨在将非遗美学融入日常生活场景，为平凡生活注入一抹独特的艺术气息，使人们在忙碌的生活中感受到一丝自然的宁静与美好。

作品以解构主义为核心设计语言，将中国传统云纹进行创新转译。作品面料通过轻薄丝绸、柔软针织与硬挺牛仔面料的材质碰撞，实现反差感与融合度的有机统一。采用3D数字化设计软件将材质与造型具象化，以此诠释皖南徽州“云涌阶梯马头墙”的超现实视觉意象，传递出传统与现代共生、具象与抽象交织、柔软与坚硬对话的多元共生设计理念。

作品灵感源自宋代“挂画、插花、点茶、焚香”的四雅文化，旨在挖掘宋代文人生活的精神内核与美学精髓。图案设计以宋代经典名画中的仕女形象为核心元素，在精准还原其温婉仪态与清雅气韵的同时，辅以宋代特有的风格花卉和典型几何纹样，巧妙构建出四雅文化的诗意场景与空间层次。丝巾材质以100%桑蚕丝为主，斜纹绸的质感挺括不易皱，既能清晰呈现图案细节又贴合宋代雅致利落的风格。在创作过程中采用数字板绘与智能化设计技术相结合的方式，通过空间叙事手法将宋代文人的雅致生活场景自然融入丝巾图案。色调选用内敛淡雅的蓝色，延续宋代简约清雅的美学特质，既再现了宋韵风雅之美，又实现了中华优秀传统文化的当代传播，打造出兼具文化底蕴与审美价值的丝巾作品。

扎染作为一种传统的手工染色技艺，是我国重要的非物质文化遗产内容。基于手工缝扎技术处理以及对染液浸染区域的控制，形成变化万千的独特染色效果。作品首先采用AIGC技术数字化模拟了扎染工艺特征，并植入“唐代团花图案设计”关键词，生成新颖的彩色扎染图案创意元素。继而以该图案为核心，以对称、不对称、打散组合的方式进行多样化的服装创意活动。通过将其附着在在丝绸、棉、羊毛等不同质地的服装材料之上，以薄与厚、软与硬、简洁与繁复等多层次营造了丰富的视觉效果。作品将原本具有特定传统文化色彩的扎染装饰元素打散重组，服装风格符合当代都市生活的明快简洁，不仅传承了传统文化还进行了创新设计。

作品意在捕捉传统文人墨客的淡雅情思，将无形的诗意转化为可穿的流动画卷。服装主体选用具有天然光泽的真丝素绉缎及具有肌理感的丝棉混纺面料，采用高精度数码喷墨印花与激光蚀刻工艺，模拟水墨画笔法与纸张肌理，局部点缀哑光丝绒表现深邃意境，并用欧根纱营造朦胧美感，实现传统艺术中“墨分五色”的视觉层次。

作品的设计灵感源自旧家具，旧家具承载着岁月的痕迹，其结构、花纹与痕迹都蕴含着丰富的历史与情感。在面料选择上，采用质感厚重的帆布作为主要材质，进一步强化服装的做旧感。在服装结构中，将旧家具的结构进行拆解与重组，巧妙地将其融入服装的剪裁与造型之中，赋予服装独特的立体感与层次感。纹样上，扫描老家具裂痕与雕花，经矢量化处理后激光雕刻于厚重帆布，再以铁锈染与局部砂洗强化岁月肌理。整体设计旨在通过服装这一载体，重新诠释旧家具所蕴含的美学价值，让穿着者在现代生活中也能感受到岁月沉淀下来的温暖与质朴，展现一种复古而独特的时尚风格。

本系列作品以清新雏菊为核心元素，结合人工智能，从自然中捕捉雏菊盛放的灵动姿态，将其转化为满铺且富有韵律的图案。图案运用柔和粉白与清新绿调，营造出自然治愈氛围，传递植物蓬勃生机与纯真美感。选用天然丝绸面料，借其柔滑质感与细腻光泽呈现图案细节，让雏菊仿佛在丝缕间肆意绽放。整体设计借雏菊的纯真呈现自然美感，与日常温柔对话，唤醒人们对美好的感知与向往。

本作品以敦煌元素与洛可可褶皱为灵感核心，实现东西方美学的创新融合。色彩上借鉴敦煌壁画，朱砂红、石青、石绿与土黄通过对比与调和，既留有层次感又保持整体和谐韵味;材质选用丝绸、纱、绡等凸显敦煌服饰飘逸感，搭配金银锦缎彰显文化华丽尊贵，凸显敦煌文化的华丽与尊贵气质。在工艺制作上，采用印花、刺绣、珠绣等手法，将藻井图案、卷草纹、莲花纹及飞天形象精准呈现;造型上在领口、袖口、裙摆等部位融入洛可可褶皱，通过大小、疏密、形状等差异塑造丰富的立体视觉效果。东西方元素创新重组，既保留东方美学的含蓄雅致，又兼具西方风格的张扬灵动形成独特的服装造型风格，为现代服装设计的创新发展提供了新方向与新思路。