近日，麻省理工学院（MIT）的研究人员使用一种新颖的细胞打印方法设计出具有通气功能的锻炼服装，随着穿戴者的身体产生热量和汗水而移动。该项目称为“bioLogic”，将潮湿敏感的微生物细胞整合到服装材料中，根据穿戴者的状况，鳞片状细节打开或关闭。
据悉，该研究结果最近发表在先进科学杂志上。创新性研究项目由麻省理工学院媒体实验室和化学工程系的前研究科学家 Wen Wang 和前研究生 Lining Yao 联合领导。bioLogic 是作为麻省理工学院有形媒体集团的一部分发起的，并与来自不同学科的 14 位研究人员合作实现的。
该服装是由非致病性大肠杆菌菌株制成的，这是因为其水分敏感性。大肠杆菌细胞被设计成暴露于不同的湿度环境下不仅可以扩张和收缩，而且可以发光。
“我们可以将我们的细胞与遗传工具结合起来，将其他功能引入到这些活细胞中。我们以荧光为例，这样可以让人们知道你在黑暗中跑步。未来我们也可以通过遗传工程结合气味释放功能。所以也许在去健身房后，这件衬衫可以释放出异味。”
为了将微生物细胞整合到可穿戴的纺织品中，研究人员使用细胞打印方法将大肠杆菌细胞印在乳胶片上。“双层结构”的打印工艺使得乳胶织物在各种湿度和热条件下变形。
更具体地说，当将材料放置在热板上时，大肠杆菌细胞开始收缩（导致胶乳层卷曲）；当放置在蒸汽附近时，细胞开始发光和膨胀，乳胶材料变平。令人印象深刻的是，研究人员说他们用超过 100 次湿 / 干循环测试打印的织物，没有发现任何明显的材料退化迹象。
据悉，细胞衬里的乳胶平纹图案穿过锻炼服装的背部。襟翼的尺寸和开口角度不同，其被特别放置在身上产生最多热量和汗水的区域。有趣的是，这些领域并不总是重叠。
Lining Yao 解释说：“人们可能认为发热和汗水是一样的，但事实上不是，像下脊柱这样的一些地区会产生大量的汗水，但是热量不多。我们将容易出汗和产生热量的地方融合重新设计了服装。”
当人们穿着其进行锻炼时，印花服装的微生物细胞可以感知温度和湿度的变化并相应地起作用。为了测试，穿戴者被要求在跑步机或自行车上进行运动。通过参与者背部的小型传感器监测热和湿度变化，研究人员发现，在五分钟的时间里，细胞襟翼开始打开。
据参与者介绍，传感器实际上有助于清除体内的水分，有效地降低了某些地区的温度。王先生自己也试穿了该服装，他说：“我觉得我背上装了一个空调。”
目前，麻省理工学院的研究团队正在开发一种具有相同打印材料和通风功能的透气跑步鞋。对于鞋子模型，研究人员在穿戴者的脚和鞋底之间缝合向下弯曲的襟翼。这个想法是让脚底部通风，因为那里会产生大量汗水和热量。
目前，该服装的商业化还未完成。但麻省理工学院的团队正在寻求与运动服装公司合作，将其创新的细胞打印产品推向市场。
“这项工作是利用生物学知识设计新材料和打印设备并实现新功能的一个例子，”论文的合著者赵璇河（音译）说。“我们认为，这个新的材料和设备将在工程和生物系统之间的界面找到重要的应用。”
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