智能衣服：純蠶絲“人工肌肉”

　　如果有件智能衣服，可以感知皮膚表面濕度，出汗時(shí)長(zhǎng)袖變?yōu)槎绦?，汗干后又恢?fù)如初，那將多么神奇。如今，這一設(shè)想已經(jīng)成為可能。南開(kāi)大學(xué)藥物化學(xué)生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉遵峰教授團(tuán)隊(duì)研獲了一種綠色環(huán)保的純蠶絲“人工肌肉”，可通過(guò)感知濕度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)伸縮。這種新型“人工肌肉”，不僅可以用于智能織物，在柔軟機(jī)器人研發(fā)領(lǐng)域也將大有可為。日前，介紹該成果的論文發(fā)表于材料領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威期刊《先進(jìn)功能材料》(Advanced Functional Materials)上。

　　如今，人們?cè)谥悄芗徔椘返拈_(kāi)發(fā)方面取得了不錯(cuò)的進(jìn)展，制造出來(lái)的紡織品具有能量?jī)?chǔ)存、自清潔、顏色變化、溫度和濕度調(diào)節(jié)等新型功能?！叭绻徔椘纺軌?qū)穸软憫?yīng)，通過(guò)調(diào)節(jié)宏觀形狀或孔隙率實(shí)現(xiàn)水分和熱量管理，將會(huì)為人們提供更多的舒適體驗(yàn)。這一設(shè)想，引起了我們極大的興趣?！眲⒆穹逭f(shuō)。

　　劉遵峰團(tuán)隊(duì)利用天然純蠶絲制備了一種新型的“人工肌肉”纖維，不使用化學(xué)修飾和添加劑，通過(guò)脫膠、加捻、合股、熱定型等常規(guī)工業(yè)流程制作獲得。蠶絲“人工肌肉”在水霧和濕度驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)、拉伸和收縮致動(dòng)。為了不需要外界固定就能實(shí)現(xiàn)可逆驅(qū)動(dòng)，劉遵峰團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種扭矩平衡的纖維結(jié)構(gòu)，通過(guò)將扭曲的纖維對(duì)折、合股，使得蠶絲纖維實(shí)現(xiàn)了自平衡。

　　記者在該實(shí)驗(yàn)室看到，研究人員用蠶絲伸縮肌肉編織了一件玩偶大小的智能上衣，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境濕度增加時(shí)(例如，由于汗水或潮濕環(huán)境)，智能上衣的衣袖長(zhǎng)度收縮至原長(zhǎng)度的一半；濕度下降時(shí)又恢復(fù)如初。這種水分敏感的紡織品，可以通過(guò)改變宏觀形狀非常有效地實(shí)現(xiàn)水分和熱量的管理功能。

　　“由于蠶絲應(yīng)用廣泛且具有優(yōu)異的穿戴舒適性，蠶絲‘人工肌肉’的制作流程符合當(dāng)前工業(yè)化程序，不需要化學(xué)修飾和額外的添加劑，我們預(yù)計(jì)它將在工業(yè)應(yīng)用中開(kāi)辟更多的可能性，例如智能紡織品和柔性機(jī)器人。”