浙女装大博士生设计制作智能服装 采用生物材料

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  沾染了细菌的衣服随处可见,而用细菌制成的衣服却独此一家:美国麻省理工学院BioLogic(生物逻辑)团队制成一件智慧衣服,你流汗越多,它就相应地变得更透气,来为皮肤降温这一功能是由衣服面料中的细菌实现的。介绍这一成果的视频不久前发布在网络上,获得了惊人的点击和转发量,人们称之为“会呼吸的衣服”、“第二皮肤”。

  这件神奇衣服的发明者是一个跨界整合、学科交叉的7人团队,其中有5位华人。18日,记者采访了团队成员、浙江大学计算机学院博士研究生王冠云。他所在的浙大创新设计工程实验室已经培养出一大批年轻的工业设计师,并孵化了“云造科技”等创客企业。

  王冠云说,团队成员使用“纳豆枯草芽孢杆菌”来制作这件神奇的衣服。在日本,这种细菌被大量用于发酵黄豆制成食品。“也就是说,这种细菌对人体是安全的。”

  纳豆菌有着奇妙的特性,随着外部环境湿度的变化,它会吸水或者放水,由此还会造成自身体积的膨胀或收缩。王冠云说,团队中来自生物工程专业的成员发现,即使纳豆菌死去,其细胞内所含的一些生物质使这一特性仍可运作。

  由此,团队得以将纳豆菌制成一种生物膜,并尝试与其他材料结合成全新的复合材料,以利用这种膨胀-收缩的性质。“研发过程并非一帆风顺,经过多次试验,我们找到了合适的材料氨纶,并将生物膜多层印刷在上面。”因此,“细菌衣”实际上是由结合了纳豆菌细胞的氨纶制成的。

  团队制作的视频显示,当身体发热、出汗,这种生物合成材料就能作出响应,一片片像鳞片一样的皮瓣开始卷曲。当湿度继续上升,皮瓣会完全打开,达到最佳的透气性。王冠云表示,成功研发这件智能衣服使人们意识到,我们能够精确地校准生物材料的行为,它成为某种机器,而不是不可预知的生物体。

  研究如何快速、批量化地制作纳豆菌生物膜并将其印刷在氨纶上,是王冠云承担的主要任务。加入团队前,王冠云已对3D打印技术颇为熟悉。女装“我主要负责开发了一套3D打印细胞平台,不仅提升了这种生物材料的制作精度,也大大提升了制作速度。”王冠云说,这套拓展了的3D打印平台也适用于其他材料的研究与制作。

  王冠云还承担了一部分设计工作。人们在视频中不仅看到会呼吸的衣服,还看到了吸水发生形变来提示茶叶状态的茶叶包、会张合的灯罩等,这些都来自王冠云这样的工业设计师的奇思妙想。早在2011年,王冠云和同学们一起设计的一种可伸缩的帽子,就夺得了德国红点设计大奖的“红点至尊奖”。这种帽子打开就是头顶储物篮,专为非洲、东南亚等地具有用头顶物习俗的人民设计。在位于浙大玉泉校区的创新设计工程实验室,王冠云把一串木质框架以螺旋状造型拼搭起来,巧妙地形成一个管道,代替常见的金属灯罩。富有创意的设计使新技术更快、更广地进入人们的日常生活。

  这件由细菌制成的衣服向人们展示了一个全新的智能化前景:我们终将告别电机或马达,而改用活生生的生命体。它们能够对水分、温度等自然环境作出反应,潜藏着丰富的可能性,将带来目前许多产品无法实现的功能。王冠云说,纳豆菌还可以和许多其他材料结合,拓展更多应用,不限于变形材料,比如制作能够监测雾霾并将其转化成养分的人造植物。

  当我们把视野扩展到更多的生物细胞时,不远的将来,科学家也许能使生物材料根据人体模型,自主地“长成”一件衣服。

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