會「呼吸」的運動服裝，因為面料里有活的細胞

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現代人的生活質量要求，已經不僅僅停留在追求實用性的層面，更在追求品質，而健康的生活往往是終極目標。很多更有益於健康或者科技感極佳的產品設計廣受歡迎，它們往往具有兩個備受推崇的特性，一個是「天然」，另一個是「智能」。

不過，魚與熊掌往往不可兼得，「天然」就很難做到「智能」，「智能」就很難保持「天然」，似乎科技與大自然有些不可調和。其實不是如此，因為天然的生物體本身就是一種極為精密的智能，比如人類的身體會根據周圍的環境做出相應的響應，單細胞生物也會對環境做出相應的響應，那麼我們是否可以適當的利用這種天然的生物「智能」呢？

帶「呼吸」襟翼的運動服裝（圖片來源：MIT）

當然可以，來自MIT的科學家們利用活的納豆芽孢桿菌細胞添加到服裝的面料中，基於納豆桿菌對水分和溫度的響應，這種服裝可以「智能」的根據穿著者的汗水和熱量對背部的襟翼「開啟」和「關閉」。研究發表在近日的《Science Advances》上。

皮膚出汗後開啟的襟翼（圖片來源：MIT）

一千年以前，一位日本武士發現了一種神秘的細菌，這種神秘的細菌成為了納豆的發酵工具；一千年以後，細菌的新行為再次被人們所關註：原來納豆桿菌的膨脹和收縮與大氣中的水分是具有相關性的。這個現象令人著迷，經過MIT生物工程專家們的努力，這種細菌有了新的「職業」，添加到服裝的面料中，成為能夠自我轉變的「生物皮膚」。

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襟翼中納豆桿菌層的微觀視圖（圖片來源：MIT）

在這種「第二層皮膚」內部，活的納豆桿菌細胞執行了感測器和致動器的雙重功能，它們不需要任何外力，即可感知周圍的濕度和熱量，從而影響到細菌層的排列和收縮，當服裝穿著者出汗時，桿菌的收縮變化可以驅動襟翼的張開，使汗液能夠得到良好的蒸發，當主體冷卻後，會驅動襟翼的關閉。測試人員穿上服裝運動五分鐘後，襟翼開始向外開放，就如同真正皮膚一般有「智能」的毛孔開合。

「第二層皮膚」的服裝，襟翼開啟的狀態（圖片來源：MIT）

研究人員通過列印將細菌細胞層建立在乳膠的內部，在下方接觸皮膚那一層是支撐性的框架結構，允許內部細胞層感知皮膚的溫度和濕度。

通過微米級解析度的生物列印和組裝，對納豆桿菌細胞生物混合膜材料進行定製（圖片來源：MIT）

將生物複合的乳膠-細胞材料製成服裝的襟翼，襟翼根據人體的汗水和熱度分布設計，具有不同的大小，分散在服裝背部。

從身體的汗水和熱量圖譜計算「第二皮膚」的襟翼分布（圖片來源：MIT）

眾所周知，古細菌是有著非常優良的生命力，研究人員通過人為的條件對其進行100次張開/閉合的測試後，織物和細菌細胞層的整體性能「沒有顯著下降。」

研究人員還設計了一款基於上述科技的通風跑鞋原型，在鞋子與腳底接觸的鞋底中，研究人員設置了多個可以向下彎曲的折翼，也許今後，媽媽再也不擔心我的鞋子「捂腳」的問題了！

通過生物反應器，對納豆桿菌細胞進行培養（圖片來源：MIT）

研究證明，這些微生物是安全的，並且由於現在的基因工程手段，我們可以輕而易舉的使其實現規模化的生產。

這種「活」的生物材料實在是優點多多，它可以量產，且成本並不高昂，不需要外部供能，不需要刻意維護，也沒有二次環境的污染。在未來，會有更多的相關設計可以豐富我們的生活。這款具有生物「智能」的材料向我們證明了，有效的利用「天然的智能」能夠帶來意想不到的驚喜，而科技與自然可以完美的結合在一起。

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茶包上的「智能」葉片舒展開來，提示您茶已經可以飲用了（圖片來源：MIT）

參考資料：

[1] bioLogic is growing living actuatorsand synthesizing responsive bio-skin in the era where bio is the new interface.

[2] Researchers design moisture-responsiveworkout suit

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