開發創新智能服裝，康奈爾大學如何激發學生智慧

薛云

美國康奈爾大學的科研人員一直致力于研發可殺菌，可導電，可防瘧疾，阻止有害氣體侵入人體的新型服裝，如把晶體管編織成襯衫或裙裝。這一切都是該大學在科研人員的指導下，由學生來完成的項目。

負責指導康奈爾大學紡織品納米技術實驗室的纖維科學家副教授胡安·艾斯特羅扎說：“棉纖維是最誘人也是最令人費解的材料之一。納米世界也就是我們的世界。我們可在一個時間單位內控制基于纖維素材料的一個原子單位。”

艾斯特羅扎團隊已能將棉纖維轉化成電子組件，比如晶體管和電熱調節器。此過程，他并沒有添加電子組件到纖維中，而是把纖維轉化成電子組件。制造晶體管和棉纖維的電子組件，這給電子與紡織品的無縫集成帶來新的想象，這促進了獨特的可穿戴電子設備的研發。

充分利用棉纖維的不規則電子特征，專家和其學生將涂料金納米粒子涂抹在織品上，而這樣的織品為半導體和導電聚合物，擁有天然棉纖維的性能。專家認為，棉層很薄以至于棉纖維的靈活性總能保存。棉纖維無處不在，從你的內衣、輪胎、鞋類、汽車坐墊、空氣過濾系統，甚至衣服到處都是，但帶功能的棉纖維卻不多見。

康奈爾大學畢業生利伯曼研發出一種服裝，利用導電棉線充電。由于有超薄太陽能電池板和USB充電器，即能塞進腰部，所以該服裝能捕獲足夠的陽光給手機和其他便攜設備充電，只要插上插頭，連通電源即能充電。

該技術可以織入襯衫里，以測量心率或分解的汗水，也可縫進枕頭監測大腦信號或應用于具有加熱和冷卻功能的交互式紡織品。但技術研發總不能一蹴而就，須經多次試驗，才得到這樣的功能，而纖維織品卻變得厚重起來。不像純紗線，它能更好地編織、縫紉和針織。合成納米顆粒加入棉纖維，這不但能在沒有使用染料的情況下創造纖維表面的色彩，而且這種新纖維表層能有效殺滅99.9%的細菌，還可預防感冒、流感和其他疾病。

專家的另外兩名學生研發了一種嵌入殺蟲劑的帶帽緊身衣褲，使用了有金屬機骨架，它可抵御攜帶瘧疾病毒的蚊子。在非洲，瘧疾每年致60萬人喪命。而另一種發明則是經殺蟲劑處理的蚊帳，這已在非洲家庭中普遍使用。康奈爾大學學生研發的抗瘧疾服裝在白天可以提供有效的保護。康奈爾大學學生還研發出面具和能選擇吸收有毒氣體的頭罩，用聚晶化合物材料制作而成，可在納米級別下操控，其體積相當于一個防毒面具，并且能阻止有害氣體泄漏。

在擁有數項專利成就的同時，專家要求學生：用駕馭分子的能力，吸附毒氣并將其合成為有益的纖維，這可有助于他們研發有效的過濾系統。

專家總是要求學生，把棉纖維作為畫布，描繪出最新最美擁有最多功能的產品，即創造新方法利用棉纖維材料。

棉纖維已使用數千年，可是要把傳統的纖維轉變為真正的具有多功能的和可以滿足任何需求的工業材料并非易事。學生要當紡織創新專家并不容易，他們必須首先是化學家、材料學家、設計師，這樣才能研發出具有多種用途的材料，讓穿在身上的襯衫和牛仔褲變為既柔軟舒適又能產生新意的智能化服飾。

（據美國《未來之事》網站最新資料http：//www.futurity.org/cotton-fibers-nanoparticles-958642/）endprint