絕了！現(xiàn)在的紡織科技都這樣了？？不說(shuō)了，先鼓個(gè)掌·······
- 如果服裝可以感知皮膚表面濕度，出汗時(shí)長(zhǎng)袖變?yōu)槎绦洌垢珊笥只謴?fù)如初，那將多么神奇。如今，這一設(shè)想已經(jīng)成為可能。
這種“智能紗線”采用 100% 天然蠶絲為原料，沒(méi)有經(jīng)過(guò)化學(xué)修飾或使用其他添加劑，主要通過(guò)脫膠、加捻、合股以及熱定形等工藝加工而成。將這種紗線放置在水霧中時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)每毫米 547°的可逆扭轉(zhuǎn)。而當(dāng)濕度從20% 變?yōu)?80% 時(shí)，經(jīng)過(guò)卷曲和熱定形的紗線將會(huì)收縮至原來(lái)的 30%。
這種機(jī)械變化不需要外力驅(qū)動(dòng)，而是源于絲蛋白吸水導(dǎo)致的氫鍵損失和相應(yīng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。這一推斷已通過(guò)蠶絲分子動(dòng)力學(xué)模擬的原子和宏觀表征得到證實(shí)。研究人員用這種“智能紗線”編織了一件玩偶大小的智能上衣，當(dāng)環(huán)境濕度增加時(shí) ( 例如運(yùn)動(dòng)出汗或天氣潮濕 )，智能上衣的衣袖長(zhǎng)度收縮至原長(zhǎng)度的一半；而當(dāng)濕度下降時(shí)又恢復(fù)如初。通過(guò)纖維對(duì)水分含量的敏感反應(yīng)，織物就可以改變自身大小從而非常有效地實(shí)現(xiàn)人體微環(huán)境的濕度和熱量調(diào)節(jié)功能。
2 武漢大學(xué)：高強(qiáng)度甲殼素絲大規(guī)模制備
近日，武漢大學(xué)張俐娜院士課題組與四川大學(xué)傅強(qiáng)教授課題組合作成功制備出可降解高強(qiáng)度甲殼素絲，絲內(nèi)部由約 27nm 的納米纖維取向排列構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)賦予了絲更高的力學(xué)強(qiáng)度，強(qiáng)度可達(dá) 2.33 cN/dtex。該項(xiàng)目以標(biāo)題“Mechanically Strong Chitin Fibers with Nanofibril Structure, Biocompatibility and Biodegradability” 發(fā) 表 于《Chemistry of Materials》。
研究人員采用堿 / 尿素體系凍溶甲殼素得到甲殼素紡絲液，采用濕法紡絲技術(shù)大規(guī)模制備甲殼素絲。在低溫植酸凝固浴中再生時(shí)，溶液中伸展的甲殼素分子鏈在該溫和再生條件下易于充分排列聚集形成納米纖維，從而得到基于納米纖維構(gòu)筑的高強(qiáng)度甲殼素絲，其原理已在之前研究中得到證實(shí)。
細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)證明，制備的高強(qiáng)度甲殼素絲能很好地促進(jìn)心肌細(xì)胞生長(zhǎng)。此外，甲殼素絲還具有優(yōu)越的可降解性，其土壤降解周期和體外降解周期分別只需 22 天和34 天。這表明本工作制備的可降解高強(qiáng)度甲殼素絲，不僅有望取代尿布等織物，減少難降解污染物排放；優(yōu)良的生物相容性也拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域，例如可用作于可吸收手術(shù)縫合線和傷口敷料等醫(yī)療用品 。
3 華中科技大學(xué)：蜘蛛絲遇濕扭轉(zhuǎn)新特性
近日，華中科技大學(xué)土木學(xué)院力學(xué)系劉大彪課題組在美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（AAAS）出版的《Science》子刊《Science Advances》上發(fā)表了題為《蜘蛛絲用作濕度驅(qū)動(dòng)的扭轉(zhuǎn)致動(dòng)器》的研究論文。
蜘蛛所產(chǎn)生的大壺狀腺絲力學(xué)性能最為優(yōu)越，有“生物鋼”之稱。此前研究顯示這種大壺狀腺絲對(duì)水敏感，具有“超收縮”性能，當(dāng)相對(duì)濕度達(dá)到一定水平時(shí)，其可在長(zhǎng)度方向上收縮約 50%。蜘蛛絲的超收縮性能使其在人造肌肉或拉伸驅(qū)動(dòng)器領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。但是，目前尚不清楚濕度會(huì)如何影響蜘蛛絲的扭轉(zhuǎn)變形行為。
該團(tuán)隊(duì)研究表明，當(dāng)相對(duì)濕度達(dá)到約 70% 時(shí)，蜘蛛大壺狀腺絲開(kāi)始產(chǎn)生超過(guò)每毫米 300°的扭轉(zhuǎn)變形。通過(guò)調(diào)節(jié)相對(duì)濕度，研究人員可精確控制蜘蛛絲的扭轉(zhuǎn)變形，這一特性在蠶絲、頭發(fā)絲和凱夫拉等纖維中未被發(fā)現(xiàn)。隨后，他們基于蜘蛛絲的分子結(jié)構(gòu)對(duì)該現(xiàn)象的物理機(jī)制進(jìn)行了闡釋。這種蛛絲主要由 MaSp1 和 MaSp2 蛋白組成，后者含有大量脯氨酸環(huán)，遇到水分子發(fā)生反應(yīng)后脯氨酸環(huán)中的氫鍵以非對(duì)稱方式被破壞，從而導(dǎo)致蜘蛛絲朝一個(gè)方向扭轉(zhuǎn)。這一發(fā)現(xiàn)可以啟發(fā)人們?cè)O(shè)計(jì)出新穎的扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器或人造肌肉，并有助于開(kāi)發(fā)新型傳感器、智能紡織品或綠色能源設(shè)備。
著名生物物理學(xué)家、美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分教授普帕·格爾伯特（Pupa Gilbert）評(píng)價(jià)說(shuō)：“這是一個(gè)奇妙的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樽髡哂^察到蜘蛛絲的扭轉(zhuǎn)是巨大的。這種蛛絲就像一根繩子，隨空氣濕度變化而不斷扭轉(zhuǎn)，這種具備特殊性能的分子機(jī)制可用來(lái)制造由濕度驅(qū)動(dòng)的軟體機(jī)器人或智能面料。”
4 東華大學(xué)：可穿戴發(fā)電織物
近日，東華大學(xué)材料學(xué)院師資博士后黃濤以第一作者在《納米能源》上發(fā)表了題為《基于組織形貌設(shè)計(jì)增強(qiáng)的可水洗摩擦納米發(fā)電織物作為可穿戴能源》的學(xué)術(shù)論文，公布其在可穿戴發(fā)電織物研究領(lǐng)域的最新研究成果。
研究者們采用導(dǎo)電纖維為電極，同時(shí)充當(dāng)電正性摩擦材料，通過(guò)工業(yè)化的紡織設(shè)備，設(shè)計(jì)了多種組織結(jié)構(gòu)的摩擦納米發(fā)電織物，同時(shí)以膨體聚四氟乙烯（e-PTFE）為電負(fù)性摩擦材料，通過(guò)層壓法制備了 e-PTFE 織物，最終構(gòu)建了可以大規(guī)模連續(xù)化制備，且具有很好的柔性、透氣性、可水洗的獨(dú)立層工作模式的摩擦納米發(fā)電織物。
采用工業(yè)化的紡織設(shè)備，只需通過(guò)程序設(shè)定，便可以規(guī)模化制備具有柵狀結(jié)構(gòu)的織物電極，研究表明，此種結(jié)構(gòu)可以明顯提高收集到的電荷量、電流密度和輸出頻率。此外，這種具有獨(dú)立層模式的柵極結(jié)構(gòu)非常適用于無(wú)接線或物理接觸的移動(dòng)物體收集能量，如人類手臂的擺動(dòng)，行走的能量等，也可用于對(duì)人體運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)。
5 曼徹斯特大學(xué)：石墨烯紗線批量制備
據(jù)報(bào)道，由英國(guó)國(guó)家石墨烯研究所團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的工藝可以使現(xiàn)有的紡織機(jī)械生產(chǎn)數(shù)噸導(dǎo)電石墨烯基紗，而不會(huì)增加生產(chǎn)成本。這種工藝可以在高速工業(yè)設(shè)備中擴(kuò)大規(guī)模，以生產(chǎn)用于下一代可穿戴電子應(yīng)用的噸級(jí)（~1000 kg / h）導(dǎo)電紡織紗線。除了可批量生產(chǎn)紗線外，石墨烯基的紗線還具有可清洗、柔韌、廉價(jià)和可生物降解的特點(diǎn)。研究人員在論文中還報(bào)告了一種高度可擴(kuò)展和超快速生產(chǎn)的基于石墨烯的柔性，可清洗、彎曲的可穿戴紡織品傳感器。通過(guò)設(shè)計(jì)石墨烯薄片及其分散體，以便為可穿戴紡織品應(yīng)用選擇最佳配方。然后，使用高速紗線染色技術(shù)用石墨烯基油墨染色（涂覆）紡織紗線。這種基于石墨烯的紗線可作為柔性傳感器集成到針織結(jié)構(gòu)中，并且通過(guò)自供電 RFID 或低功率藍(lán)牙將數(shù)據(jù)無(wú)線地發(fā)送到設(shè)備。由此生產(chǎn)的石墨烯紡織品傳感器顯示出優(yōu)異的溫度敏感性，良好的可洗性以及極高的柔韌性。
6 萊卡公司：T859萊卡HyFit®纖維
3 月 19 日，美國(guó)萊卡公司宣布將推出 T859 萊卡HyFit® 纖維，這將是全球個(gè)人護(hù)理行業(yè)最新的氨綸 / 彈性纖維創(chuàng)新產(chǎn)品。該纖維的推出可為成人衛(wèi)生產(chǎn)品制造節(jié)省成本，并且降低排放和運(yùn)輸成本，生產(chǎn)更環(huán)保、碳足跡更少的產(chǎn)品。T859 萊卡 HyFit® 纖維已經(jīng)申請(qǐng)了專利，該纖維目前正在弗吉尼亞州的 Waynesboro 生產(chǎn)，隨后將在全球工廠投入生產(chǎn)。產(chǎn)品樣品將在每個(gè)地區(qū)提供，以便客戶可以開(kāi)始他們的評(píng)估和鑒定過(guò)程。與所有萊卡 ® 品牌的纖維一樣，這項(xiàng)創(chuàng)新得到了穩(wěn)定的技術(shù)支持，幫助成人衛(wèi)生用品制造商保持高效運(yùn)營(yíng)。
萊卡公司個(gè)人護(hù)理總裁斯科特·布萊卡達(dá)（Scott Blackadar）表示：“萊卡公司致力于通過(guò)創(chuàng)新產(chǎn)品來(lái)推動(dòng)衛(wèi)生行業(yè)的發(fā)展，滿足消費(fèi)者對(duì)舒適和健康的需求。我們開(kāi)發(fā)了 T859 萊卡 HyFit® 纖維，以幫助制造商降低運(yùn)營(yíng)成本和碳足跡，同時(shí)不犧牲服裝的質(zhì)量、性能以及消費(fèi)者的穿著體驗(yàn)。”
7 VR控制的巨臂機(jī)器人Guardian GT
Guardian GT 有一雙 2 米多長(zhǎng)的機(jī)械手臂，運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)作靈活、順暢，絲毫沒(méi)有僵硬的機(jī)械感，簡(jiǎn)直就像人類的手臂在操作。操控者只要戴上雙目攝像頭以及 VR 系統(tǒng)后，就能以第一人視覺(jué)操控 Guardian GT，連細(xì)小脆弱的小部件也能熟練地拿起放下。當(dāng)然握拳、伸手、舒展等動(dòng)作也毫無(wú)壓力。此外，開(kāi)發(fā)人員還增加了力量反饋系統(tǒng)，當(dāng)機(jī)械手觸碰物件時(shí)，操控者也能有實(shí)時(shí)的觸碰感，以便在觸碰物體時(shí)可以自動(dòng)降低力度和速度，防止因力量過(guò)大而導(dǎo)致物體的損壞。Guardian GT 舉起 500 千克的物件，反饋到手上的重量?jī)H有 2.5 千克。
8 彪馬自系帶運(yùn)動(dòng)鞋Puma Fi
彪馬經(jīng)過(guò)3年時(shí)間研發(fā)Puma Fi，采用全黑配色設(shè)計(jì)，自系帶系統(tǒng)兩側(cè)有藍(lán)色LED燈，非常有未來(lái)科技感。用戶能直接在鞋上用手勢(shì)滑動(dòng)控制自系帶系統(tǒng)，也能夠在即將推出的iPhone、Apple Watch配套應(yīng)用上進(jìn)行松緊度操控，穿著前可以調(diào)整三檔不同的松緊度。Puma Fi 預(yù)計(jì)售價(jià)為330 美元。
9 觸覺(jué)手套為手術(shù)訓(xùn)練技術(shù)增添觸感
外科醫(yī)生通過(guò)頭顯觀察和聽(tīng)到各種操作的聲音，用移動(dòng)連接到反饋臂的真實(shí)手柄來(lái)操縱虛擬手術(shù)工具。當(dāng)這些工具按壓、探測(cè)或切入計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)的肌肉和骨骼時(shí)，手臂向后推抵用戶的手，可以復(fù)制外科醫(yī)生在實(shí)際執(zhí)行手術(shù)時(shí)會(huì)遇到的阻力。
現(xiàn)在，由西雅圖的 HaptX 制造的觸覺(jué)反饋手套已經(jīng)與該系統(tǒng)一起使用。每個(gè) HaptX 手套都配備了 130 個(gè)微流體觸覺(jué)傳感器，通過(guò)按壓使用者的皮膚，模擬觸摸物體的感覺(jué)來(lái)響應(yīng)模擬中發(fā)生的事情。該系統(tǒng)能夠?yàn)槊總€(gè)手指施加高達(dá) 4 磅 (1.8 千克 ) 的阻力反饋，此外，它利用運(yùn)動(dòng)跟蹤技術(shù)，以“亞毫米精度”跟蹤用戶的手部動(dòng)作。FundamentalVR 首席執(zhí)行官理查德·文森特（Richard Vincent）表示：“當(dāng)談到手術(shù)訓(xùn)練模擬時(shí)，觸覺(jué)是一種改變游戲規(guī)則的方法，但傳統(tǒng)上只能使用耗資數(shù)十萬(wàn)美元的固定設(shè)備。我們的平臺(tái)目前與觸覺(jué)手臂配合使用，但隨著硬件創(chuàng)新使 HaptX 手套等新產(chǎn)品上市，其設(shè)計(jì)也在不斷發(fā)展。”
10 自我修復(fù)、可拉伸的電子皮膚
通過(guò)將彈性塑料與富含氟的離子液體混合成凝膠，該研究的首席研究員本杰明（Benjamin Tee）和他的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種透明的電子皮膚，能夠“自我修復(fù)”并在潮濕的環(huán)境中操作，這是以前的類似電子皮膚無(wú)法做到的。如果皮膚被切割或撕裂，該團(tuán)隊(duì)證明其可以在幾分鐘內(nèi)主動(dòng)恢復(fù)導(dǎo)電性，并在幾天內(nèi)將自身縫合在一起。并且材料也是導(dǎo)電的，這意味著它可以響應(yīng)觸摸，拉伸和拉緊。這些力改變了電子皮膚的電性能，通過(guò)測(cè)量這些變化，電子皮膚可以成為一種可行的方式來(lái)創(chuàng)建各種能夠響應(yīng)觸摸的傳感器。“我們希望創(chuàng)造一個(gè)未來(lái)，智能材料制成的電子設(shè)備可以執(zhí)行自我修復(fù)功能，以減少世界上的電子廢物量”，Benjamin Tee 說(shuō)道。
