沾染了細(xì)菌的衣服隨處可見，而用細(xì)菌制成的衣服卻獨此一家：美國麻省理工學(xué)院BioLogic（生物邏輯）團(tuán)隊制成一件智慧衣服，你流汗越多，它就相應(yīng)地變得更透氣，來為皮膚降溫——這一功能是由衣服面料中的細(xì)菌實現(xiàn)的。介紹這一成果的視頻不久前發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)上，獲得了驚人的點擊和轉(zhuǎn)發(fā)量，人們稱之為“會呼吸的衣服”、“第二皮膚”。
圖片源自網(wǎng)絡(luò)
這件神奇衣服的發(fā)明者是一個跨界整合、學(xué)科交叉的7人團(tuán)隊，其中有5位華人。18日，記者采訪了團(tuán)隊成員、浙江大學(xué)計算機(jī)學(xué)院博士研究生王冠云。他所在的浙大創(chuàng)新設(shè)計工程實驗室已經(jīng)培養(yǎng)出一大批年輕的工業(yè)設(shè)計師，并孵化了“云造科技”等創(chuàng)客企業(yè)。
王冠云說，團(tuán)隊成員使用“納豆枯草芽孢桿菌”來制作這件神奇的衣服。在日本，這種細(xì)菌被大量用于發(fā)酵黃豆制成食品。“也就是說，這種細(xì)菌對人體是安全的。”
納豆菌有著奇妙的特性，隨著外部環(huán)境濕度的變化，它會吸水或者放水，由此還會造成自身體積的膨脹或收縮。王冠云說，團(tuán)隊中來自生物工程專業(yè)的成員發(fā)現(xiàn)，即使納豆菌死去，其細(xì)胞內(nèi)所含的一些生物質(zhì)使這一特性仍可運作。
由此，團(tuán)隊得以將納豆菌制成一種生物膜，并嘗試與其他材料結(jié)合成全新的復(fù)合材料，以利用這種膨脹－收縮的性質(zhì)。“研發(fā)過程并非一帆風(fēng)順，經(jīng)過多次試驗，我們找到了合適的材料——氨綸，并將生物膜多層印刷在上面。”因此，“細(xì)菌衣”實際上是由結(jié)合了納豆菌細(xì)胞的氨綸制成的。
團(tuán)隊制作的視頻顯示，當(dāng)身體發(fā)熱、出汗，這種生物合成材料就能作出響應(yīng)，一片片像鱗片一樣的皮瓣開始卷曲。當(dāng)濕度繼續(xù)上升，皮瓣會完全打開，達(dá)到最佳的透氣性。王冠云表示，成功研發(fā)這件智能衣服使人們意識到，我們能夠精確地校準(zhǔn)生物材料的行為，它成為某種機(jī)器，而不是不可預(yù)知的生物體。
研究如何快速、批量化地制作納豆菌生物膜并將其印刷在氨綸上，是王冠云承擔(dān)的主要任務(wù)。加入團(tuán)隊前，王冠云已對3D打印技術(shù)頗為熟悉。“我主要負(fù)責(zé)開發(fā)了一套3D打印細(xì)胞平臺，不僅提升了這種生物材料的制作精度，也大大提升了制作速度。”王冠云說，這套拓展了的3D打印平臺也適用于其他材料的研究與制作。
王冠云還承擔(dān)了一部分設(shè)計工作。人們在視頻中不僅看到會呼吸的衣服，還看到了吸水發(fā)生形變來提示茶葉狀態(tài)的茶葉包、會張合的燈罩等，這些都來自王冠云這樣的工業(yè)設(shè)計師的奇思妙想。早在2011年，王冠云和同學(xué)們一起設(shè)計的一種可伸縮的帽子，就奪得了德國紅點設(shè)計大獎的“紅點至尊獎”。這種帽子打開就是頭頂儲物籃，專為非洲、東南亞等地具有用頭頂物習(xí)俗的人民設(shè)計。在位于浙大玉泉校區(qū)的創(chuàng)新設(shè)計工程實驗室，王冠云把一串木質(zhì)框架以螺旋狀造型拼搭起來，巧妙地形成一個管道，代替常見的金屬燈罩。富有創(chuàng)意的設(shè)計使新技術(shù)更快、更廣地進(jìn)入人們的日常生活。
這件由細(xì)菌制成的衣服向人們展示了一個全新的智能化前景：我們終將告別電機(jī)或馬達(dá)，而改用活生生的生命體。它們能夠?qū)λ帧囟鹊茸匀画h(huán)境作出反應(yīng)，潛藏著豐富的可能性，將帶來目前許多產(chǎn)品無法實現(xiàn)的功能。王冠云說，納豆菌還可以和許多其他材料結(jié)合，拓展更多應(yīng)用，不限于變形材料，比如制作能夠監(jiān)測霧霾并將其轉(zhuǎn)化成養(yǎng)分的人造植物。
當(dāng)我們把視野擴(kuò)展到更多的生物細(xì)胞時，不遠(yuǎn)的將來，科學(xué)家也許能使生物材料根據(jù)人體模型，自主地“長成”一件衣服。
