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竞技泳衣设计的生物力学与运动生理学机制
特尔格林1 ,刘静2 ,刘莉1*
从生物力学与运动生理学视角,系统综述了不同泳姿的运动学与动力学特征、水阻组成、姿态控制机制及其与肌肉参与模式和关节负荷的关系,重点分析了竞技泳衣分区压缩结构在姿态稳定、减阻调控与动作路径引导中的作用机理,并总结了其对运动经济性、神经肌肉控制、肌肉振动抑制及疲劳调节的影响。现有研究表明,竞技泳衣的性能提升并非主要源于材料表面减阻,而是通过分区压缩与方向性结构调控人体姿态稳定性、关节力矩分配与动作一致性,从而在水动力性能与代谢成本之间建立有利耦合,其核心机制可概括为“结构—动作—生理响应”的协同优化。在此基础上,文章归纳了竞技泳衣在多尺度仿真、数据驱动设计、智能传感及成衣结构工程等方面的发展方向,指出未来竞技泳衣将沿着机制驱动的系统集成化与个性化方向发展,由被动减阻装备向具备动作调控与智能反馈能力的工程系统演进。
纤维基激光诱导石墨烯气体传感器研究进展
冯源a ,高春燕a ,岳程飞ab,张如全ab*
激光诱导石墨烯(LIG)技术通过高能激光辐照碳前驱体一步合成三维多孔石墨烯,具有制备高效、成本低廉、环境友好及图案化灵活等优势。其独特的孔隙结构能够显著提升气体传感器性能,其对NO2和NH3等有毒气体的检测限低至十亿分之一级,响应速度达毫秒级,并在模拟人体代谢与日常穿戴场景中表现出优异的信号稳定性。LIG与纤维基底的柔韧兼容性,使其在智能可穿戴纺织品(如呼吸监测设备)和环境实时监测等领域展现出巨大潜力。然而,复杂环境下的多气体交叉干扰、传感器长期稳定性不足及纤维基器件的耐洗涤性仍是当前技术瓶颈。为此,未来研究可聚焦于开发绿色纺织碳前驱体、优化传感器架构设计,并融合机器学习算法构建多模态稳定性模型,来突破气体选择性差与穿戴舒适性限制。通过跨学科协同创新,纤维基LIG气体传感器有望从单一检测功能向自供电、自修复的智能系统演变,推动可穿戴技术向“人机共生”方向跨越发展。
可穿戴智能纺织品在慢性疾病管理方面的应用
王探宇1ac,2 ,李朋1bc,2 ,刘皓1, 2*
可穿戴纺织品作为智能医疗领域的重要载体,通过集成柔性传感和响应性材料,构建健康监测、疾病管理及康复治疗的新模式。文章旨在系统综述可穿戴纺织品在慢性疾病管理方向的应用情况。首先详细探讨智能纺织品在应用过程中所涉及的主要监测指标,深入分析其在慢性病早期监测和疾病诊断过程中的适用性和有效性。其次,还全面阐述了可穿戴纺织品作为干预手段参与慢性疾病管理和治疗方面的优势和应用情况。最后深入探讨了可穿戴纺织品在实际应用中所面临的材料兼容性、信号稳定性与临床转化等关键挑战,并对其多模态融合的发展潜力进行了详细分析和展望,期望能够为下一代智能医疗纺织品的研发与临床应用提供坚实的理论依据和有益的参考方向。
抗老化剂含量对聚丙烯纺粘土工布耐候性的影响及其自然-加速老化相关性研究
李佳1 ,陈鑫1 ,陆天琳2 ,黄晨1*
为研究聚丙烯(PP)纺粘土工布在户外工程应用中的耐候性,制备了不同抗老化剂含量的样品,并对其初始微观结构和力学性能进行了表征并展开自然老化试验。通过系统分析力学性能、表面形貌等变化,研究抗老化剂含量对降解行为的影响。结果显示:抗老化剂显著抑制了PP的光氧化降解,但过量添加会导致力学性能和加工性能下降。3%抗老化剂样品具有最佳的综合耐候性,能够延缓羰基产物的生成和力学性能的衰减,初始强度也较高。基于此结果,对 3%抗老化剂样品进行了人工紫外线加速老化测试,并与自然老化进行相关性分析,利用Schwarzschild定律建立了等效的转换方程模型,为工程应用的寿命评估与材料选型提供了理论依据。
竞技泳衣设计的生物力学与运动生理学机制
特尔格林1 ,刘静2 ,刘莉1*
从生物力学与运动生理学视角,系统综述了不同泳姿的运动学与动力学特征、水阻组成、姿态控制机制及其与肌肉参与模式和关节负荷的关系,重点分析了竞技泳衣分区压缩结构在姿态稳定、减阻调控与动作路径引导中的作用机理,并总结了其对运动经济性、神经肌肉控制、肌肉振动抑制及疲劳调节的影响。现有研究表明,竞技泳衣的性能提升并非主要源于材料表面减阻,而是通过分区压缩与方向性结构调控人体姿态稳定性、关节力矩分配与动作一致性,从而在水动力性能与代谢成本之间建立有利耦合,其核心机制可概括为“结构—动作—生理响应”的协同优化。在此基础上,文章归纳了竞技泳衣在多尺度仿真、数据驱动设计、智能传感及成衣结构工程等方面的发展方向,指出未来竞技泳衣将沿着机制驱动的系统集成化与个性化方向发展,由被动减阻装备向具备动作调控与智能反馈能力的工程系统演进。
步态识别智能护膝的制备及其在关节康复训练中的应用
卢 妍1 ,李 哲1 ,刘英存1 ,夏 敏1 ,李 杰2 ,方 剑1*
随着智能可穿戴产品不断涌现,兼顾舒适性与智能性的服装越来越受消费者喜爱。智能传感设备与服装相结合,可以极大地发挥智能性、舒适性和质轻性等特点,从而广泛应用于人体监测、医疗康复及运动竞技等领域。将锦纶、导电银纱线和氨纶进行编织,制备了一种弹性电容型纱线应变传感器,并将其成功集成到运动护膝中。通过合理布局传感器区域,确保传感器准确地感知人体运动,实现了具有高灵敏度和稳定性的多区域应变传感智能护膝的设计与制备。收集人体异常步态运动数据,采用高效的运动特征提取和机器学习算法对数据进行分析与识别,最终成功构建了智能关节损伤康复辅助训练系统,为康复训练领域带来了新的发展机遇。
芋突结构织物制备及其服用性能研究
许多1,2,陈泽1,刘可帅1,方剑2,徐卫林1
受芋头结构启发,针对传统织物呈二维平面结构,难以大量负载功能材料的问题,通过对其进行热湿定型处理形成不同尺寸的多维“芋突结构织物”,并与未处理的二维结构织物进行表观结构和服用性能比较。进一步采用超声缝合方式将具有保暖特性的功能材料封装至多维芋突结构织物的内部空间中,制备负载大量保暖功能材料的“芋突包埋织物”,并对其保暖性能进行测试。结果表明:经热湿定型处理后多维芋突结构织物具有良好的保型性,在力学性能基本保持不变的前提下,透气性和透湿性提高,手感风格有所改变;所制备的芋突包埋织物的保暖材料负载体积可达到1260 cm3/m2,相较未处理的二维织物保暖性能显著提升。
PAEK纤维制备及应用研究进展
李晓强1 ,付昕明2 ,杨诗文2 ,殷先泽2*
聚芳醚酮(PAEK)纤维因其优异的耐热性、耐腐蚀性、力学性能和结构可设计性,在高端过滤、能源转换、生物医学和电磁防护等领域展现出重要应用潜力。系统综述了PAEK纤维的制备策略,包括熔融纺丝、溶液纺丝及其工艺调控机制,重点讨论了分子结构、结晶行为与纤维形貌之间的构效关系,并总结了功能化改性在导电、吸波、传导与生物医用等方向的最新进展。在此基础上,对当前产业化过程中面临的高成本、高温加工可纺性不足、溶剂体系安全性、纳米尺度结构难以精准调控及功能稳定性不足等关键挑战进行了评述。最后,提出PAEK纤维未来的发展方向,包括绿色加工工艺、多尺度模拟与数据驱动设计、复杂结构构筑、智能与多功能集成,以及在极端环境、柔性电子和先进能源系统中的新兴应用。旨在为PAEK纤维的基础研究和工程化应用提供系统参考与发展展望。

摘要(
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