【中塑在线讯】可以穿在身上的电子产品，即“可穿戴设备”的关注度日益高涨。其中，被认为会成为“主流”的，是配备了电子功能的智能服装。原因是，如果可穿戴设备以人们日常穿着的衣服为原型，穿在身上时基本没有感觉，则有望被更多的人接受。

例如，高得运公司2014年12月推出的智能服装“C3fit IN-pulse”，在运动服中嵌入了电极，运动时也能轻松测量心率。C3fit IN-pulse利用3个按扣将小型无线发送器固定在心脏附近的位置，因此不会妨碍运动，可以自动向智能手机等设备实时发送测量数据。该公司称之为“可穿戴心电仪”。

电极采用的是东丽、日本电信电话(NTT)与NTT DoCoMo共同开发的“hitoe”。hitoe是使导电性高分子PEDOT-PSS渗入到直径700nm的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维中制成的。兼具作为电极工作的导电性和作为服装穿着的弹性及柔软性。

可追随身体动作的伸缩性

为了实现这种智能服装，其他与hitoe类似的高功能材料也接连涌现。是一些能在智能服装中作为传感器、布线和电极等工作，而且无损衣服的功能和外观的纤维及布料等。例如，雅马哈开发出了弹性出色的带状位移传感器(图2)。设想配备于衬衫和手套等，用来测量身体动作(动作传感)。雅马哈计划在近期开始提供在该位移传感器上安装了电极和无线信号发射器等的开发套件。

这种位移传感器在使氟类弹性材料渗入碳纳米管(CNT)纤维制成的。CNT纤维的电阻值会随着拉伸时的应变量而变化，因此只需通电测量电阻值就能知道应变量(位移)。通过与弹性材料组合，实现了可追随身体动作的伸缩性。遇水也能正常工作，可以洗涤。

将这种位移传感器用于智能服装时，其优点是测量精度高。因为电阻值高达数千～数万Ω，而且会随着应变量线性变化。另外，只需50mA左右的电流即可测量。

Kaji Nylon公司(总部金泽市)开发出了可与该位移传感器组合使用的布线材料。这种布线材料由作为导电部的镀银聚酰胺(PA)纤维与普通PA纤维编织而成，特点是弹力高，可制成不同形状的布线材料*1。

*1 镀银PA纤维由三富士纤维工业(总部京都府精华町)开发。已被用于一些正在销售的可穿戴设备。

用作发电元件的薄膜

帝人和关西大学开发出了可作为智能服装的传感器和致动器使用的编织物。这是一种把聚L乳酸(PLLA)纤维和碳纤维等编织在一起的材料。PLLA具备压电性，弯曲或拉伸时会产生交流电位。PLLA纤维只能检测出弯曲(拉伸)动作，而制成编织物后，还能检测出拧扭等其他动作。如果向 PLLA施加交流电位，还可将其用作致动器。在这种编织物中，碳纤维被用作电极。

不同种类的编织物的经纬线交叉点的交织状态不同，因此可检测的动作也不同。例如，经纬线交替着一上一下交叉的“平织”方式的交叉点比较多，结构密实，适合单纯的弯曲检测。而4条经纬线交错的“缎织”方式的整体结构比较松散，交叉点沿着垂直交叉的两个方向(相对于纤维倾斜的方向)延伸，因此适合拧扭检测。将不同种类的编织物叠在一起，就能制造出可检测多种动作的智能服装。

郡是公司开发出了可作为智能服装的布线和电极使用的导电性编织物。共有两种类型，一种是使导电性PEDOT-PSS实现纤维化的材料，另一种是为PA纤维和氨酯树脂纤维镀银的材料*2。编织物的优点是，适用的衣服种类丰富。

*2 使用PEDOT-PSS纤维的编织物是与信州大学共同开发的。

Munekata公司(总部福岛市)开发出了可作为传感器和发电元件使用的压电薄膜(图5)。其特点是采用了“喷涂法”，用喷雾器将液体压电性高分子喷到薄膜电极(铝合金)上来形成压电性高分子薄膜。这样的结构比用粘合剂将压电性高分子薄膜固定到电极上的传统方式更简单。据该公司介绍，施加同等外力时的发电量提高到了传统方式的5～7倍。具体来说，在频率为3Hz、压电性高分子薄膜的应变量为10%的条件下，每平方厘米的发电量为 7.4μW。