2016年4月,美国宣布成立国家制造创新网络(NNMI)中的第八家制造创新机构――革命性纤维与织物制造创新机构,提供3.2亿美元的公私合作资金,开发面向未来的纤维和织物,助力美国纺织品制造业的加速复苏。该机构由国防部牵头组建,麻省理工学院(MIT)负责管理。为领导这个机构,麻省理工学院联合89个合作伙伴,包括工业界、学术界和非盈利组织成员,在坎布里奇建立了美国先进功能织物(AFFOA)联盟,以帮助美国处于纤维科学的最前沿,并确保在美国生产具备卓越属性的现代纤维。《纽约时报》通过本文对纤维和纺织领域的新突破进行了深入报道。

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麻省理工学院教授、先进功能织物联盟领导人约埃尔·芬克说(Yoel Fink):“该计划关乎重新构想织物是什么、如何将纺织业打造成高科技产业。”

  近年来,在经历过全球激烈竞争且存活下来的美国纺织公司中,华威·米尔斯(Warwick Mills)纺织公司的创新技术是司空见惯的。位于新罕布什尔州的这家小型私营公司沿着本行业的经济阶梯稳步攀爬,生产出用陶瓷、金属和玻璃纤维纺织的专业面料。这些高价值的面料应用于产业工人的安全手套、警方和部队的防弹衣等产品中。
  为了促使美国的纺织业进入数字化时代,现在华威纺织公司与国防部、包括麻省理工学院在内的大学以及将近50家其他公司,参与到一个3.2亿美元的高标准计划中来(即革命性纤维与织物制造创新计划)。这个计划的关键是技术部分:将各种各样的微型半导体和传感器嵌入织物中,使其可看可听、可感知交流、存储能量、调节温度、监测健康等。它代表着物联网中一个新的前沿领域。物联网将传感器和计算融入物理对象的各个方面――喷气发动机、发电机、汽车、农用设备和恒温器,等等――以便监测从需要维修的机器到交通模式等一切对象的状况。风险投资家、新兴公司以及像通用电气公司(GE)和IBM等大企业都纷纷涌入物联网技术领域。
  华威纺织公司董事长兼总工程师查尔斯·豪兰(Charles Howland)说:“对于相关公司和纺织行业来说,这些就是能够改变局势的高科技产品。”
  美国先进功能织物联盟旨在打造一个关于新织物研发、设计和制造能力的全国性网络。这一新兴领域的产品被称为“功能性纤维”、“可连接织物”、“纺织装置”和“智能服装”等。这一领域需要来自多个学科的贡献,包括材料科学、电子工程、软件开发、人机交互、高端制造和时装设计等。
  目前,可穿戴设备主要是一些腕带数字产品,如健康监视器或Apple手表,遍布传感器和芯片的衣服为“可穿戴设备”增添了新的意义。
  国防部正在投资开发一种新型作战服,这种服装或许会沟通、会变色,能够发出信号示意是朋友还是敌人,有助于避免友军的炮火带来的伤亡;或者开发一种充满光学传感器的制服,穿上之后不会被敌人的夜视镜看见。到目前为止,国防部、30多所大学、49家公司、马萨诸塞州和佐治亚州的州政府都已经同意参与这种服装的研发,预计还会有更多的单位参与进来。

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瓶胚加热拉伸形成纤维,再编织成功能性织物

  麻省理工学院也已经进行了一些开拓性的研究,该校是这个计划的主持单位。在竞争前阶段,将会对该计划的前期研究成果进行公布和实施共享。
  此外,该计划还设想要创建二十几个创业孵化机构,使得创新主意很快能够转化成商业产品,并在美国现有的工厂里生产出来。在创造技术的同时是否也创造了就业机会,这将是衡量一个计划成功与否的标准。根据计划建议书,该计划要在一系列行业中创造5万多个工作岗位,希望可以扭转美国纺织工作岗位不断减少的局面。
  马里兰大学计算机科学教授本·施奈德曼(Ben Shneiderman)在《研究的新基础:实现突破性协作》一书中提出,为了促进研究和开发新市场,政府、大学和企业之间应建立广泛的联系。在一次采访中,施奈德曼先生说道:研发先进功能纤维和织物是“一个精心设计的计划”。
  参与计划的公司跨越多个行业,包括像英特尔和美国模拟器件等芯片制造商,美利肯、耐克和VF等纺织品和服装制造商,康宁和杜邦等材料制造商,以及美敦力等医疗器械制造商,都参与进来。其中,英特尔的研究已经将计算机和时装融合在一起。
  对于一些公司来说,这些功能性织物有着潜在的附加市场。而对于别的公司来说,这些织物可能会产生破坏其业务的影响。

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芬克正在展示多功能纤维的制造过程

  美国模拟器件公司联合创始人兼董事长雷·斯泰塔(Ray Stata)说:“对于半导体行业来说,现在预测这是不是一次机会还为时尚早。但是,我的确认为利用国家的先进技术重建纺织行业是令人兴奋的。”
  对于VF公司来说利益则更大,该公司是世界上最大的服装制造商之一,其品牌包括:牧马人、Lee、天伯伦、乐斯菲斯和诺蒂卡等名牌服装。该公司在全球的员工超过6万名,日生产服装150万件。负责创新的总经理马蒂·劳伦斯(Marty Lawrence)称:直到两年前,VF公司还没有真正意义上的研发部门。相反,当时公司主要靠挖掘大学和供应商的研究成果。但是,VF公司现在着眼于产业与技术,聘请了科学家,在美国建立了四个创新中心,重点研究领域包括牛仔裤新面料和感知科学等。劳伦斯认为,这个功能性织物计划代表着“服装的未来”。
  在南卡罗莱纳州的英曼市,诺曼·查普曼(Norman H.Chapman)经营的英曼纺织公司是由他的曾祖父于1901年创建的。在21世纪初,英曼纺织公司遇到了艰难时期,将员工人数削减了一半以上,剩下500人。现在,公司名册上有多达700人。这主要是因为公司进行了一次转型,从制造衬衫和服装衬里转到利用硅材料和玻璃纤维等制造更加专业的阻燃面料上来。其中一种产品是床垫的内衬布料――如果发生火灾,内衬中的硅材料和玻璃纤维就变成了隔离层,阻止氧气进入床垫,因此床垫不太会燃烧起来。查普曼先生说:“在纺纱时另外添加一束充满传感器的线,床垫衬里就能够用来跟踪记录睡眠模式和健康状况了。我们的未来要依靠如何利用面料来进行创新。”
  至于功能性织物的市场会有多大、利用多长时间才能占领市场,这不仅仅取决于科技,还取决于成本、可用性、需求、营销和设计等问题。
  吉纳维芙·迪翁(Genevieve Dion)曾经是一名服装设计师,她所设计的服装在古德曼商场和巴尼斯百货公司都有出售。现在,迪翁是岛精公司高级技术实验室主任,她也正在参与到这个计划中来。迪翁女士说:“即使一件服装能够调节温度、监测健康状况,仍然可能是失败的。因为这种服装人们必须能够买得起,还要轻便,经得起反复洗涤,看起来还要具有吸引力。如果有人穿着一件智能服装,而你看不出有什么异样,那时我就成功了!”

资料来源The New York Times

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