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智能衣服:纯蚕丝“人工肌肉”

   日期:2019-03-15     来源:天津日报    浏览:44    评论:0    

如果有件智能衣服,可以感知皮肤表面湿度,出汗时长袖变为短袖,汗干后又恢复如初,那将多么神奇。如今,这一设想已经成为可能。南开大学药物化学生物学国家重点实验室刘遵峰教授团队研获了一种绿色环保的纯蚕丝“人工肌肉”,可通过感知湿度实现自动伸缩。这种新型“人工肌肉”,不仅可以用于智能织物,在柔软机器人研发领域也将大有可为。日前,介绍该成果的论文发表于材料领域国际权威期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上。

如今,人们在智能纺织品的开发方面取得了不错的进展,制造出来的纺织品具有能量储存、自清洁、颜色变化、温度和湿度调节等新型功能。“如果纺织品能够对湿度响应,通过调节宏观形状或孔隙率实现水分和热量管理,将会为人们提供更多的舒适体验。这一设想,引起了我们极大的兴趣。”刘遵峰说。

刘遵峰团队利用天然纯蚕丝制备了一种新型的“人工肌肉”纤维,不使用化学修饰和添加剂,通过脱胶、加捻、合股、热定型等常规工业流程制作获得。蚕丝“人工肌肉”在水雾和湿度驱动下实现了扭转、拉伸和收缩致动。为了不需要外界固定就能实现可逆驱动,刘遵峰团队开发了一种扭矩平衡的纤维结构,通过将扭曲的纤维对折、合股,使得蚕丝纤维实现了自平衡。

记者在该实验室看到,研究人员用蚕丝伸缩肌肉编织了一件玩偶大小的智能上衣,实现了环境湿度增加时(例如,由于汗水或潮湿环境),智能上衣的衣袖长度收缩至原长度的一半;湿度下降时又恢复如初。这种水分敏感的纺织品,可以通过改变宏观形状非常有效地实现水分和热量的管理功能。

“由于蚕丝应用广泛且具有优异的穿戴舒适性,蚕丝‘人工肌肉’的制作流程符合当前工业化程序,不需要化学修饰和额外的添加剂,我们预计它将在工业应用中开辟更多的可能性,例如智能纺织品和柔性机器人。”

 
 
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