3D打印入大腸桿菌的跑步服能在人體濕熱度上升時自主降溫
近日,利用細菌和3D打印,麻省理工(MIT)、新加坡國立大學和New Balance Athletics合作開發出一種能根據人體濕熱度來自我冷卻的跑步服和鞋子。該研究在線發表在《Science Advances》上。
制作“活的”服裝
在這項特別的研究中,研究人員利用細菌的吸濕能力和生物熒光創造出能釋放空氣的通風擋板和可見性。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打印技術將大腸桿菌引入基材。干燥時,大腸桿菌細胞會自然收縮,從而導致膠乳彎曲。變濕時,細胞會吸收空氣中的水分,膠乳變平。
為了讓通風擋板能根據身體情況來打開和關閉,研究人員在織物的每一側都涂上細菌。這意味著干燥時,兩側的自然“彎曲”力相當,從而讓布料擋板處于中立的關閉狀態。
隨著濕度的增加,單個細胞會根據所吸收的水分而膨脹和收縮,這會引起結構的不平衡,其中吸收水分更多的細胞會給另一側更干燥的細胞讓路,從而產生一個彎曲并打開冷擋板。
由此產生的靈活性水平會被后續的材料層增強。TPU被用用來粘合各層,網眼織物被用來在皮膚和衣服之間產生氣穴,一塊彈性織物被用在核心和背面板中。
潮濕時,細菌也會展示出生物發光特性,這意味著在黑暗中跑者很容易被看到。
改進和生物織物的可能性
未來的工作將側重于細胞的穩定性,以確保在相當長的一段時間內這種能自我冷卻的“活”衣服是可持續的。初步的洗滌試驗(100干濕循環)表面衣服的靈活性是可持續的,但可以進一步將細菌嵌入織物本身。
(編譯自3ders.org)
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