美國研究人員開發出一種透氣訓練用運動服，透過內襯活體微生物細胞的透氣袋蓋，可以因應濕度變化而收縮與膨脹，進而維持穿著者的涼爽與乾燥。

據麻省理工學院(MIT)科學家團隊表示，這些微生物細胞作為微小感應器與促動器，當運動員流汗時便會驅使袋蓋打開，并在身體冷卻時關上。

在自然界中，生物學家已經觀察到，當濕度發生變化時，生物及其組成(從松果鱗片到微生物細胞，甚至特定蛋白質)都能改變其結構或體積。MIT團隊預測，自然形體轉換者如酵母、細菌及其他微生物細胞，可能被用作製造對濕度產生反應的構件。

研究人員首先對大腸桿菌最常見的非致病菌株進行研究，發現其會隨著濕度變化而發生膨脹與收縮。之后該細胞被設計用來顯現綠色螢光蛋白質，使細胞感受到潮濕條件而發光，并在使用細胞印刷方法將大腸桿菌印製到粗糙的天然乳膠片上。

然后將這種生物布料製成可穿戴的成衣，其中襯裡的乳膠袋蓋在背面形成圖案，且每個袋蓋按照其開啟程度并根據預先設定身體產生熱能與汗水的分布，進行位置調整。

前研究生Lining Yao與前MIT媒體實驗室及化學工程系研究科學家Wen Wang合作執行計畫，并將計畫稱之為bioLoic，Lining Yao表示：「人們可能認為熱能與汗水是一樣的，但事實上，像下嵴椎這類會產生大量汗水的區域，并沒有產生多少熱能。我們使用熱能及汗水的位置分布重新設計了成衣，舉例來說，身體產生較多熱能的部位，其袋蓋就越大」。

每個袋蓋下方的支撐框架讓布料的內細胞層不會直接接觸到皮膚，同時，細胞能感受并對皮膚上空氣中的濕度變化做出反應。在測試跑步服的試驗中，研究參與者穿上該成衣，并在使用跑步機和自行車進行運動，而研究人員則運用位于其背部的小型感應器監測其溫度與濕度。

運動5分鐘后，在參與者感受到熱氣與流汗的時候，該運動服的袋蓋便開始打開。根據感應器的數據，袋蓋能有效從身體上排除汗水并降低皮膚溫度，比穿著類似卻無功能性袋蓋的跑步服時來說，可更好地排除汗水與降溫。

研究人員表示，對水分敏感的細胞不需要額外的元素來感測與回應濕度。他們所使用的微生物細胞經證明是可安全觸碰甚至消耗的。此外，研究團隊表示，藉由現在可使用的新基因工程工具，可快速并大量將細胞準備好，以表現除了對水分有反應以外的多種功能。

為了展示這最后一點，研究人員設計製造了對水分敏感的細胞，不僅可以打開袋蓋，也可以在潮濕情況下發光。

Wen Wang補充表示：「我們可以將我們的細胞與基因工具結合，將其他功能引入這些活細胞中。我們以螢光為例，在夜晚(黑暗中)跑步時別人就會看到。未來我們可以藉由基因工程與氣味釋放功能結合，所以也許在健身過后，襯衫便可散發出好聞的味道」。

同時，研究員還將濕度反應型布料整合至跑布鞋的初始塬型中，內層有類似的細胞襯裡袋蓋，以便氣體排出與吸收水分。

腳底接觸鞋底的地方，研究員縫合了多個向下彎曲的袋蓋，且細胞襯裡層朝向但不接觸跑步者的腳。研究員并依據腳的熱氣與流汗位置來設計袋蓋的大小與位置。

Wen Wang解釋：「一開始我們的想法是將袋蓋放在鞋子的上方，但我們發現一般來說人類的腳背是不會流汗，但是腳底卻會流很多汗，這會導致像疣這類的疾病。所以我們就在想，是不是有可能保持腳的乾爽并避免這些疾病發生呢?」

就跟運動服一樣，當研究員增加環境中的濕度，并在乾燥條件下使燈光變暗或關掉，跑布鞋上的袋蓋就會打開并發亮。

展望未來，研發團隊希望與運動服裝公司合作，將其設計商品化。

Robert N. Noyce職業發展機械工程系副教授暨研究報告共同作者Xuanhe Zhao補充表示：「這項研究是利用生物學設計新材料及設備，并實現新功能的一個例子。我們相信這個新領域『活的』材料與設備，將在工程與生物系統相互作用之間找到重要的應用」。