仿生紡織品是指模擬自然界生物體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、顏色等而開(kāi)發(fā)的具有某種特殊性能或功能的紡織品。
近年來(lái)，這類紡織品在軍事偽裝、醫(yī)學(xué)、安全防護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展。比如在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，仿棉中空纖維被制成了具有物質(zhì)交換功能的微血管；根據(jù)天然復(fù)合材料如貝殼、軟骨組織等的高韌性，人們開(kāi)發(fā)出了具有中空結(jié)構(gòu)的自修復(fù)智能復(fù)合材料并用于仿生骨開(kāi)發(fā)；在軍事偽裝領(lǐng)域，研究人員根據(jù)變色龍的變色原理研發(fā)出了光敏變色纖維。
隨著科技的發(fā)展，仿生紡織品的研究思路變得更加開(kāi)闊，研究方法更加豐富，跨學(xué)科、跨領(lǐng)域研究層出不窮，仿生紡織品的發(fā)展呈現(xiàn)出功能復(fù)合化、智能化趨勢(shì)。
以下將主要介紹功能仿生紡織品與色彩仿生紡織品（結(jié)構(gòu)生色）的研究進(jìn)展。
仿生樹(shù)狀多級(jí)分叉網(wǎng)絡(luò)具有類似于植物蒸騰效應(yīng)的多級(jí)分叉結(jié)構(gòu)。例如，東華大學(xué)俞建勇課題組通過(guò)靜電紡絲技術(shù)實(shí)現(xiàn)樹(shù)狀分叉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并制備出仿生多孔Murray單向?qū)窭w維膜，該膜具有自發(fā)可逆重力定向?qū)⒖焖傥艥褚约傲己玫乃俑尚阅堋?/span>
葉脈結(jié)構(gòu)是一種典型的仿生分支結(jié)構(gòu)，是大自然依據(jù)物質(zhì)傳輸效率和營(yíng)養(yǎng)供給原則而進(jìn)化出的多層級(jí)網(wǎng)絡(luò)形態(tài)。現(xiàn)有研究證實(shí)了分支結(jié)構(gòu)在纖維工程結(jié)構(gòu)學(xué)中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：分支結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱性可增強(qiáng)多孔介質(zhì)內(nèi)物質(zhì)傳輸速率，利用孔徑可控的非織造超細(xì)纖維網(wǎng)來(lái)模擬樹(shù)形結(jié)構(gòu)的多層級(jí)網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，可提高材料導(dǎo)濕性。
動(dòng)物絨毛由于特殊結(jié)構(gòu)能夠儲(chǔ)存大量空氣，且覆蓋在外表面的長(zhǎng)毛具有防風(fēng)能力，因此很多動(dòng)物的皮毛具有優(yōu)異的御寒特性。
上海鑫高科技研究所的科技人員仿生動(dòng)物皮毛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出一種KEG保溫面料，除保暖外還具有防風(fēng)和導(dǎo)濕功能；受北極熊皮毛功能的啟發(fā)，THOMAS等開(kāi)發(fā)了一種透明纖維間隔織物組成的隔熱材料并用于柔性太陽(yáng)能集熱器，該纖維表面涂有透明硅橡膠，對(duì)于可見(jiàn)光，其半透明系統(tǒng)吸收良好，且低輻射涂層可以防止長(zhǎng)波輻射產(chǎn)生的熱損失。
魚鱗、穿山甲鱗片等生物材料膠原層由螺旋排列的膠原纖維片層組成，提高了材料的柔韌性。近 5 年，柔性生物材料的結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能研究取得了重要進(jìn)展，為仿生柔性結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。麻省理工學(xué)院（MIT）學(xué)者通過(guò)觀察化石魚的鱗片排布結(jié)構(gòu)，采用多種材料的3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)出仿生鱗片，該仿生鱗片具有很好的柔性，并且可以根據(jù)人體的實(shí)際尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，為研發(fā)復(fù)合型柔性防彈衣提供設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。
在紡織領(lǐng)域，超疏水材料作為一種研究較為成熟的仿生材料，因具有自清潔功能而被廣泛運(yùn)用于建筑玻璃、汽車、潛艇及家用防沾污紡織品等領(lǐng)域。
根據(jù)研究，荷葉表面分布著直徑為 5 ～ 9 μm的乳突，乳突上覆蓋著直徑為50 ～ 70 nm的蠟質(zhì)晶體，在微米－納米粗糙結(jié)構(gòu)和低表面能的共同作用下，滴在荷葉表面的水珠極易滾落，同時(shí)會(huì)帶走表面的污染物或塵埃，可實(shí)現(xiàn)自清潔效果。
自然界中，昆蟲翅翼也是一種疏水材料，蟬翼表面的納米形態(tài)與化學(xué)成分使其具有表面浸潤(rùn)性，蟬翼表面密布納米柱狀結(jié)構(gòu)，納米柱越密集則疏水性能越強(qiáng)。除此之外，蟬翼表面納米柱還具有抗腐蝕、陷光性等作用。
蜘蛛絲具有優(yōu)異的功能特性，能夠應(yīng)用于外科手術(shù)縫線、防彈衣及降落傘等領(lǐng)域。2014年，巴西科研人員在實(shí)驗(yàn)室中將大腸桿菌稀釋于液體介質(zhì)中，合成出具有DNA序列的蜘蛛絲蛋白，隨后利用特定的注射器制備出了人造蜘蛛絲纖維。
