文/馮憲 編輯/戊己

一、能“聽見”聲音的襯衫

該襯衫由美國麻省理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)，項(xiàng)目成果發(fā)表于英國《自然》雜志。襯衫之所以能夠“聽見”聲音，是因?yàn)閼?yīng)用了一種能有效探測聲音的織物。這種織物中含有一種特殊的材料——壓電纖維，能夠?qū)⒖陕犚婎l率的壓力波轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，然后再將這些機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號，有點(diǎn)類似于人類耳蝸的作用。該項(xiàng)研發(fā)表明，只需使用少量的這種特殊壓電纖維，就能讓織物具備對聲音的靈敏性。一根纖維能制作幾十平方米的纖維麥克風(fēng)，這種纖維麥克風(fēng)可以探測到人類說話的聲音信號。由于襯衫是貼身穿著之物，該“聽得見聲音”的特殊織物可以感知到穿著者細(xì)微的心跳狀況。研究團(tuán)隊(duì)演示了這種織物應(yīng)用到襯衫上的三種主要應(yīng)用：可以探測到拍手聲音傳來的方向；當(dāng)兩人都穿戴了這種可探測聲音的襯衫后，可以促進(jìn)兩人之間的雙向交流；當(dāng)織物觸到皮膚時(shí)可以監(jiān)測心臟跳動(dòng)情況。研發(fā)者認(rèn)為這種新設(shè)計(jì)可以應(yīng)用于各種場景，包括安全保障（比如探測槍聲的來源），輔助助聽器佩戴者定向傾聽，或是對心臟和呼吸系統(tǒng)疾病患者進(jìn)行實(shí)時(shí)長期監(jiān)測。更為有趣的是，這種特殊的襯衫能夠機(jī)洗，有懸垂性，是可穿戴應(yīng)用的理想選擇。

二、適用于新冠重癥治療的抗菌紡織品

該紡織品由俄羅斯國立研究型技術(shù)大學(xué)MISIS研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《材料快報(bào)》上。由于新冠病毒感染的重癥患者的免疫力低下，導(dǎo)致他們易發(fā)生繼發(fā)性細(xì)菌感染，因此在治療過程中，需要應(yīng)用一種有助于遏制病原菌在醫(yī)療環(huán)境中傳播的技術(shù)。在用非織造材料制成的一次性醫(yī)用服裝、床單、尿布和其他產(chǎn)品上，這種技術(shù)可得到應(yīng)用。該項(xiàng)技術(shù)的核心是通過在低壓環(huán)境下使用射頻氣體放電等離子體，對原有材料進(jìn)行改性。為了使普通非織造材料具有抗菌性能，研究團(tuán)隊(duì)在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，首先將試驗(yàn)材料置于兩個(gè)電極之間，空氣被抽空到中度真空水準(zhǔn)后，同時(shí)將氬氣注入系統(tǒng)。當(dāng)電磁場產(chǎn)生時(shí)，它從陰極加速到陽極，并“轟擊”產(chǎn)品，從而破壞聚合物的分子鍵。然后將這種賦能化的材料或制品浸入到裝有濃縮銀納米粒子膠體懸浮液的罐子中，實(shí)施抗菌劑浸漬。隨后再用甲烷-氬氣混合氣體處理，使紡織材料具有抑菌、抗菌性能。最終將產(chǎn)品在高壓滅菌器中滅菌消毒，達(dá)到預(yù)定的抑菌和抗菌的設(shè)計(jì)效果。

三、按一下按鈕即可自行消毒的口罩

該口罩由蘇黎世應(yīng)用科學(xué)大學(xué)和瑞士研發(fā)公司Osmotex的科學(xué)家聯(lián)合開發(fā)?；贠smotex的一項(xiàng)核心商業(yè)化技術(shù)，該類型口罩主要是通過電滲透和電化學(xué)過程，對織物中的水分遷移進(jìn)行電子控制，采取用按鈕操作的方式，以達(dá)到99%以上的病毒和細(xì)菌的滅活效果。該款口罩具有三層結(jié)構(gòu)，由導(dǎo)電織物、薄膜和另一種導(dǎo)電織物組合而成。按下按鈕會發(fā)送一個(gè)電脈沖，該脈沖與紡織品中的水分相互作用，可以產(chǎn)生消毒化合物臭氧和過氧化氫，這兩種化合物對紡織品的內(nèi)外層面都能產(chǎn)生積極的消毒殺菌作用。此外，在該口罩關(guān)鍵組成部分——薄膜的研制方面，納米級鋅處理是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。一種專用的鋅溶液嵌入紡織品中加熱，并形成非浸出的鋅納米顆粒，成為提高病毒和細(xì)菌滅活效果的重要保證。該研究團(tuán)隊(duì)表示，這種名為 ZioShield的新方法可通過接觸殺死病毒和細(xì)菌，在10分鐘內(nèi)達(dá)到99.9%以上的滅活率，并且在多達(dá)100 次洗滌后仍然有效。測試還表明，該類型口罩的顆粒過濾效率明顯高于外科專用口罩。研究團(tuán)隊(duì)同時(shí)正在開發(fā)一款標(biāo)準(zhǔn)化檢測程序，旨在對此類型產(chǎn)品的安全性和有效性進(jìn)行認(rèn)證。

四、高科技讓瑜伽褲功效更突出

如今，緊身塑形的瑜伽褲已不局限于瑜伽鍛練領(lǐng)域，儼然已成為了時(shí)尚達(dá)人們必備的日常生活用品，而具有科技含量的功能性瑜伽褲則更受歡迎。比如，加拿大某運(yùn)功品牌研發(fā)的瑜伽用品專用面料，使用高科技聚酯纖維制成。這種纖維具有獨(dú)特的橫截面，能夠吸收身體產(chǎn)生的水分，并將水分分散到面料外表面，迅速揮發(fā)，使身體保持干燥涼爽，因此也被稱為“會呼吸的面料”。該面料還具有四維度彈力，手感如棉花般柔軟舒適，能夠適應(yīng)高強(qiáng)度的瑜伽鍛練動(dòng)作，穿著時(shí)合身又不過于緊繃。通過在產(chǎn)品面料中加入“液態(tài)萊卡”膠膜，可使產(chǎn)品擁有比普通瑜伽褲更高的塑形能力。此外部分產(chǎn)品還采用了可精準(zhǔn)記憶體型的NX次時(shí)代記憶纖維，塑造穿著者的個(gè)體專屬版型。高科技瑜伽褲采用特殊的紗線織造工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)磨毛工藝，產(chǎn)品可大大降低在運(yùn)動(dòng)中因磨毛斷纖而引起面料起球的概率。而針對大運(yùn)動(dòng)量、專業(yè)瑜伽研發(fā)的更加高端的瑜伽褲面料，采用萊卡與高端紗線混紡，用高針數(shù)帶來更加緊實(shí)的面料質(zhì)感，在運(yùn)動(dòng)中能緩和肌肉震度，減少運(yùn)動(dòng)損傷。

五、仿動(dòng)物皮革的純素材料“Mylo”

該種材料由英國設(shè)計(jì)師品牌Stella McCartney與美國生物技術(shù)初創(chuàng)公司Bolt Threads合作研發(fā)。Mylo是一種既柔軟又堅(jiān)固，可再生的類動(dòng)物皮革材料，雖然外觀與觸感都與真皮十分相似，但Mylo卻是在實(shí)驗(yàn)室中利用野蘑菇根部的菌絲體制成的。這種菌絲體生長快速，一般在兩周內(nèi)即可長成，因此排放的溫室氣體更少，生長所需的水和其他資源比生產(chǎn)動(dòng)物皮革都要少得多，因此對自然環(huán)境的影響更小，屬于一種綠色生物制品。2022年7月，一款名為Frayme Mylo的野蘑菇純素仿動(dòng)物皮革手袋正式推出，限量100件，每只手袋都有獨(dú)立編號。因?yàn)榫哂芯G色環(huán)保特征，故深受時(shí)尚買家的青睞。從2023年開始，F(xiàn)rayme Mylo手袋將成為該品牌季節(jié)性系列的一部分，并計(jì)劃推出更多顏色。研發(fā)主創(chuàng)人Stella McCartney表示，F(xiàn)rayme Mylo手袋首次上市，標(biāo)志著純素仿動(dòng)物皮革材料創(chuàng)新發(fā)展的里程碑。合作方之一，美國生物技術(shù)初創(chuàng)公司Bolt Threads創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Dan Widmaier說：“對于消費(fèi)者、生物材料行業(yè)以及奢侈品時(shí)尚界而言，首款Mylo奢侈品手袋推向市場極富時(shí)代意義。”雙方還共同研發(fā)下一代尖端紡織品，推出全球首款采用Mylo材料制作的純素“皮衣”。

六、讓舊球衣“變身”新球衣

由于尼龍（錦綸）材料的自然降解力差，對環(huán)境保護(hù)構(gòu)成不小麻煩。德國某運(yùn)動(dòng)品牌試行一項(xiàng)成衣生產(chǎn)創(chuàng)新項(xiàng)目——RE：JERSEY，旨在將舊的尼龍（錦綸）質(zhì)地的球衣回收改造再生，加工成為新的球衣，以達(dá)到減少該廢棄物數(shù)量的目的，并為未來更多的循環(huán)生產(chǎn)方式探索新途徑。長期以來，受一些客觀因素的制約與影響，人們很難用回收舊服裝的方法來生產(chǎn)制造新服裝。這一項(xiàng)目實(shí)施后，意味著那些原本帶有商標(biāo)、刺繡和俱樂部徽章的舊球衣可以被回收循環(huán)再利用。在回收處理流程中，這些舊球衣的原始成分將被化學(xué)分解，過濾掉顏色和其他雜物，并使用化學(xué)提取方法來還原材料的原有形態(tài)（纖維或粒子），為制作與原生尼龍（錦綸）有著同樣性能特征的再生尼龍（錦綸）紗線做準(zhǔn)備。RE:JERSEY項(xiàng)目的先導(dǎo)試驗(yàn)是Puma循環(huán)實(shí)驗(yàn)室及永遠(yuǎn)更好可持續(xù)性平臺的一部分。通過這一項(xiàng)目實(shí)施，新的足球運(yùn)動(dòng)服75%的材料來自于回收舊球衣所產(chǎn)生的再生尼龍（錦綸），剩余的25%則來自于由海洋回收塑料制品制作的再生材料。目前Puma在市場上銷售的足球運(yùn)動(dòng)服已做到了完全采用再生尼龍（錦綸）材料制作。

七、結(jié)合無線電刺激和生物傳感器的智能繃帶

該種繃帶由美國斯坦福大學(xué)研究人員研發(fā)。通過使用這種智能繃帶，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測傷口愈合過程并合理治療傷口，以加速受傷部位的組織修復(fù)。智能繃帶由無線電路組成，使用阻抗/溫度傳感器來監(jiān)測傷口愈合的進(jìn)程，研究人員能夠在智能手機(jī)上實(shí)時(shí)無線跟蹤傳感器數(shù)據(jù)。智能繃帶電子層包括微控制器單元、無線電天線、存儲器、電刺激器、生物傳感器和其他組件，厚度僅為100微米，大約是一層乳膠漆的厚度。所有這些電路都安裝在巧妙設(shè)計(jì)的水凝膠上，該水凝膠集成后可向受傷部位提供治療性電刺激并收集實(shí)時(shí)生物傳感數(shù)據(jù)。水凝膠中的聚合物也經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，可在需要時(shí)牢固地黏附在傷口表面，但在加熱到僅比體溫高幾攝氏度時(shí)，可干凈利落、輕柔地拉開而不會損害傷口。電刺激可加速角質(zhì)形成細(xì)胞向傷口部位的遷移，限制細(xì)菌感染并防止傷口表面形成生物膜，從而主動(dòng)促進(jìn)組織生長并幫助組織修復(fù)。將它與實(shí)時(shí)生物傳感器數(shù)據(jù)集成，能夠提供一種由生物傳感器傳達(dá)信息的新型自動(dòng)化治療方式，實(shí)時(shí)、快速、穩(wěn)健且提供極其準(zhǔn)確的方法來測定傷口狀況，提高治療針對性，加快傷口愈合。

八、超柔軟和輕質(zhì)的織物類太陽能電池

該電池由美國麻省理工學(xué)院（MIT）有機(jī)和納米結(jié)構(gòu)電子實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)的工程師研發(fā)，成果已在《小方法》雜志上刊發(fā)。這是一種重量僅為傳統(tǒng)太陽能電池板的百分之一，比人頭發(fā)絲還纖細(xì)的超輕質(zhì)、織物類蓄電材料，可置放在船帆、救災(zāi)帳篷和防水布、無人機(jī)的機(jī)翼及各種建筑物，乃至服裝的表面，快速方便地將任何物體表面變?yōu)殡娔艿妮d體。研發(fā)團(tuán)隊(duì)使用了電子墨水形式的納米材料，通過擠出式涂布機(jī)將納米電子材料層沉積到3微米厚的基底上，隨后使用絲網(wǎng)印刷術(shù)，印制出電極并完成超輕薄的太陽能電池模塊制作。為了克服這種太陽能電池模塊容易撕裂、難以安裝的缺陷，研究團(tuán)隊(duì)最終找到了一種每平方米僅重13克的復(fù)合材料“大力馬”（Dyneema）基材，通過添加一層只有幾微米厚的固化膠，將太陽能電池模塊黏附在其上，最終形成超輕且堅(jiān)固的太陽能電池構(gòu)體。此款太陽能電池每千克可產(chǎn)生730瓦的功率，是傳統(tǒng)太陽能電池的18倍。而且，即使將這種超柔軟和輕質(zhì)的織物類太陽能電池卷起、鋪展500多次后，仍能保持90%以上的初始發(fā)電能力。