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【中國智能制造網(wǎng) 技術(shù)前沿】日前，麻省理工學(xué)院、新加坡國立大學(xué)與New Balance Athletics合作研發(fā)出可根據(jù)人體濕熱度來自我冷卻的跑步服和鞋子。跑步服和鞋子的基材都是膠乳。研究員用一種基于液體沉積的微型3D打印技術(shù)將大腸桿菌引入基材。未來的工作將側(cè)重于細(xì)胞的穩(wěn)定性，以確保在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)這種能自我冷卻的“活”衣服是可持續(xù)的。
近日，利用細(xì)菌和3D打印，麻省理工(MIT)、新加坡國立大學(xué)和New Balance Athletics合作開發(fā)出一種能根據(jù)人體濕熱度來自我冷卻的跑步服和鞋子。該研究在線發(fā)表在《Science Advances》上。
制作“活的”服裝
在這項(xiàng)特別的研究中，研究人員利用細(xì)菌的吸濕能力和生物熒光創(chuàng)造出能釋放空氣的通風(fēng)擋板和可見性。
跑步服和鞋子的基材都是膠乳。首先，研究員用一種基于液體沉積的微型3D打印技術(shù)將大腸桿菌引入基材。干燥時(shí)，大腸桿菌細(xì)胞會自然收縮，從而導(dǎo)致膠乳彎曲。變濕時(shí)，細(xì)胞會吸收空氣中的水分，膠乳變平。
為了讓通風(fēng)擋板能根據(jù)身體情況來打開和關(guān)閉，研究人員在織物的每一側(cè)都涂上細(xì)菌。這意味著干燥時(shí)，兩側(cè)的自然“彎曲”力相當(dāng)，從而讓布料擋板處于中立的關(guān)閉狀態(tài)。
隨著濕度的增加，單個(gè)細(xì)胞會根據(jù)所吸收的水分而膨脹和收縮，這會引起結(jié)構(gòu)的不平衡，其中吸收水分更多的細(xì)胞會給另一側(cè)更干燥的細(xì)胞讓路，從而產(chǎn)生一個(gè)彎曲并打開冷擋板。
由此產(chǎn)生的靈活性水平會被后續(xù)的材料層增強(qiáng)。TPU被用用來粘合各層，網(wǎng)眼織物被用來在皮膚和衣服之間產(chǎn)生氣穴，一塊彈性織物被用在核心和背面板中。
潮濕時(shí)，細(xì)菌也會展示出生物發(fā)光特性，這意味著在黑暗中跑者很容易被看到。
改進(jìn)和生物織物的可能性
未來的工作將側(cè)重于細(xì)胞的穩(wěn)定性，以確保在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)這種能自我冷卻的“活”衣服是可持續(xù)的。初步的洗滌試驗(yàn)(100干濕循環(huán))表面衣服的靈活性是可持續(xù)的，但可以進(jìn)一步將細(xì)菌嵌入織物本身。
(原標(biāo)題：3D打印入大腸桿菌的跑步服能在人體濕熱度上升時(shí)自主降溫)
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