技术及应用

3D打印将大肠杆菌植入衣物能在人体湿热度上升时自主降温

字号+ 作者:小九如 来源:天工社 2017-06-04 12:36

摘要:近日,麻省理工学院、新加坡国立大学与New Balance Athletics合作研发出可根据人体湿热度来自我冷却的跑步服和鞋子。跑步服和鞋子的基材都是胶乳。研究员用一种基于液体沉积的微型3D打印快速熔断器技术将大肠杆菌引入基材。未来的快速熔断器工作将侧重于细胞……

近日,利用细菌和3D打印,麻省理工(MIT)、新加坡国立大学和New Balance Athletics合作开发出一种能根据人体湿热度来自我冷却的跑步服和鞋子。该研究在线发表在《Science Advances》上。
 

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制作“活的”服装

 

在这项特别的研究中,研究人员利用细菌的吸湿能力和生物荧光创造出能释放空气的通风挡板和可见性。

 

跑步服和鞋子的基材都是胶乳。首先,研究员用一种基于液体沉积的微型3D打印技术将大肠杆菌引入基材。干燥时,大肠杆菌细胞会自然收缩,从而导致胶乳弯曲。变湿时,细胞会吸收空气中的水分,胶乳变平。

 

为了让通风挡板能根据身体情况来打开和关闭,研究人员在织物的每一侧都涂上细菌。这意味着干燥时,两侧的自然“弯曲”力相当,从而让布料挡板处于中立的关闭状态。
 

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锻炼前(左);锻炼中(右)

 

随着湿度的增加,单个细胞会根据所吸收的水分而膨胀和收缩,这会引起结构的不平衡,其中吸收水分更多的细胞会给另一侧更干燥的细胞让路,从而产生一个弯曲并打开冷挡板。

 

由此产生的灵活性水平会被后续的材料层增强。TPU被用用来粘合各层,网眼织物被用来在皮肤和衣服之间产生气穴,一块弹性织物被用在核心和背面板中。

 

潮湿时,细菌也会展示出生物发光特性,这意味着在黑暗中跑者很容易被看到。

 

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跑步服设计的五层

 

改进和生物织物的可能性

 

未来的工作将侧重于细胞的稳定性,以确保在相当长的一段时间内这种能自我冷却的“活”衣服是可持续的。初步的洗涤试验(100干湿循环)表面衣服的灵活性是可持续的,但可以进一步将细菌嵌入织物本身。

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