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科技要聞
科學家用3D打印的生物纖維造出會呼吸的服裝
發布時間:2015-11-07 | 來源: | 編輯:ahgreene | 瀏覽:
  近日,麻省理工學院(MIT)媒體實驗室的研究人員們從日本的傳統食品納豆(一種發酵的大豆)中發現一種古細菌能夠對汗水的濕度做出張開和收縮的反應。為此,他們與皇家藝術學院的設計師們以及體育品牌的新百倫(New Balance)合作,創建了一種3D打印的生物混合材料,他們稱之為bioLogic,這種材料可以用在傳統的服裝和運動服上,制造出會呼吸的服裝,該服裝可以幫助人們自動散熱和排汗。
  科學家們發現的這種細菌被稱為納豆菌,它們生活在旱稻莖里,對于周圍的濕度、水分和熱量極為敏感,可以根據周邊的環境改變其大小和形狀?茖W家們認為用它來創造的革命性的生物皮膚織物有可能改變我們的服飾的設計和生產。
  由于納豆菌對水分會產生擴展或收縮的反應,因此當把它們整合進衣物中的時候,就可以用它來創建服裝中的“自動通風孔”,使之隨著身體溫度的逐漸升高打開或者關閉。而且隨著濕度水平的提高,每個納豆細胞都成了一種“納米致動器”,可以迅速將自己的身體擴展50%。根據這一結果,bioLogic團隊開發了一種微解析度3D生物打印機,可以將納豆細胞發郵件自己可以納豆細胞直接打印到氨綸織物中。“我們正在著手打造一套自動打印系統,可以將將新鮮細胞組裝在一種薄面料上。”MIT媒體實驗室的 Jifei Ou說:“這些具有不同擴張和收縮水平的新材料可以在不同的時間和空間里產生多種彎曲行為。”
  而這種通過3D打印機制造出來的生物混合材料也能夠與傳統材料相結合。“該BioLogic項目使我們能夠嘗試將這種創新材料與傳統的制衣技術結合起來。”Oskana Anilionyte說,她是研究團隊里的一名時裝設計師。設計師們在織物上裁出具有特殊圖案的切口,就像下面視頻中時尚秀展示的那樣,并且用帶納豆菌細胞材料的生物打印線植入其中,設計師就可以控制該如何以及在何處對于穿戴者的體溫做出反應。比如舞者,他們在跳舞的時候背部的三角區和肩胛處發熱最多,因此其背部的服飾就會自動卷起,放出熱量和引入新鮮空氣。
  “這些設計的靈感來自與納豆菌對于身體不同部位的反應,這使我們能夠創建創建出真正精準的運動。”Oskana說,“穿上這些服裝的體驗是非常特殊的,因為一旦你穿上它們,它們就會蘇醒過來。”“人類的時尚正在改變,而這一項目就是它的一部分。”
  研究人員們認為,如果在這些生物混合材料中嵌入加熱電路,從而使材料受電信號控制的話,還可以用它進一步實現更多的應用。除此之外,研究團隊還展示了這種3D打印納豆菌的其它日常用途:比如諸如了納豆菌的茶包標簽,可以被熱水蒸汽激活,指示該茶葉可以喝了;再如將其與花卉雜交,就可以使它們在接觸到類似太陽的熱量的時候打開和關閉花瓣,甚至改變顏色;而可以根據燈泡的熱度變形的3D打印納豆菌燈罩,能夠影響光線在房間里的分布。
  不過,也許最令人興奮的是研究團隊與體育品牌新百倫的潛在合作,將有可能把這種革命性的材料融入專業運動員或者消費者的運動服飾中,以提升的其運動能力。
  “bioLogic項目尋求的是一種和諧的愿景,在這里bioLogic與工程方法密切銜接。這些動態的細胞來自生物實驗室,由一臺微分辨率生物打印系統組裝出來,并且轉化成具有反應性的時裝,人的第二皮膚。”研究人員稱:“我們正在構想一個世界,在這里傳感器和致動器是長出來而非制造出來的,它們統統源于自然而非工廠的設計制造。

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