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你一定没见过“会呼吸”的衣服:运动服“毛孔”如皮肤一样智能开合

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来源:   m_xiang 2017-5-24 16:57:25 [显示全部楼层] 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

现代人的生活质量要求,已经不仅仅停留在追求实用性的层面,更在追求品质,而健康的生活往往是终极目标。很多更有益于健康或者科技感极佳的产品设计广受欢迎,它们往往具有两个备受推崇的特性,一个是“天然”,另一个是“智能”。

不过,鱼与熊掌往往不可兼得,“天然”就很难做到“智能”,“智能”就很难保持“天然”,似乎科技与大自然有些不可调和。其实不是如此,因为天然的生物体本身就是一种极为精密的智能,比如人类的身体会根据周围的环境做出相应的响应,单细胞生物也会对环境做出相应的响应,那么我们是否可以适当的利用这种天然的生物“智能”呢?

带“呼吸”襟翼的运动服装(图片来源:MIT)

当然可以,来自MIT的科学家们利用活的纳豆芽孢杆菌细胞添加到服装的面料中,基于纳豆杆菌对水分和温度的响应,这种服装可以“智能”的根据穿着者的汗水和热量对背部的襟翼“开启”和“关闭”。研究发表在近日的《Science Advances》上。

皮肤出汗后开启的襟翼(图片来源:MIT)

一千年以前,一位日本武士发现了一种神秘的细菌,这种神秘的细菌成为了纳豆的发酵工具;一千年以后,细菌的新行为再次被人们所关注:原来纳豆杆菌的膨胀和收缩与大气中的水分是具有相关性的。这个现象令人着迷,经过MIT生物工程专家们的努力,这种细菌有了新的“职业”,添加到服装的面料中,成为能够自我转变的“生物皮肤”。

襟翼中纳豆杆菌层的微观视图(图片来源:MIT)

在这种“第二层皮肤”内部,活的纳豆杆菌细胞执行了传感器和致动器的双重功能,它们不需要任何外力,即可感知周围的湿度和热量,从而影响到细菌层的排列和收缩,当服装穿着者出汗时,杆菌的收缩变化可以驱动襟翼的张开,使汗液能够得到良好的蒸发,当主体冷却后,会驱动襟翼的关闭。测试人员穿上襟翼服装运动五分钟后,襟翼开始向外开放,就如同真正皮肤一般有“智能”的毛孔开合。

“第二层皮肤”的服装,襟翼开启的状态(图片来源:MIT)


研究人员通过打印将细菌细胞层建立在乳胶的内部,在下方接触皮肤那一层是支撑性的框架结构,允许内部细胞层感知皮肤的温度和湿度。

通过微米级分辨率的生物打印和组装,对纳豆杆菌细胞生物混合膜材料进行定制(图片来源:MIT)

将生物复合的乳胶-细胞材料制成服装的襟翼,襟翼根据人体的汗水和热度分布设计,具有不同的大小,分散在服装背部。

从身体的汗水和热量图谱计算“第二皮肤”的襟翼分布(图片来源:MIT)

众所周知,古细菌是有着非常优良的生命力,研究人员通过人为的条件对其进行100次张开/闭合的测试后,织物和细菌细胞层的整体性能“没有显著下降。”

研究人员还设计了一款基于上述科技的通风跑鞋原型,在鞋子与脚底接触的鞋底中,研究人员设置了多个可以向下弯曲的折翼,也许今后,妈妈再也不担心我的鞋子“捂脚”的问题了!

通过生物反应器,对纳豆杆菌细胞进行培养(图片来源:MIT)

研究证明,这些微生物是安全的,并且由于现在的基因工程手段,我们可以轻而易举的使其实现规模化的生产。

这种“活”的生物材料实在是优点多多,它可以量产,且成本并不高昂,不需要外部供能,不需要刻意维护,也没有二次环境的污染。在未来,会有更多的相关设计可以丰富我们的生活。这款具有生物“智能”的材料向我们证明了,有效的利用“天然的智能”能够带来意想不到的惊喜,而科技与自然可以完美的结合在一起。来源:医疗

茶包上的“智能”叶片舒展开来,提示您茶已经可以饮用了(图片来源:MIT)



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