開發(fā)創(chuàng)新智能服裝，康奈爾大學(xué)如何激發(fā)學(xué)生智慧

薛云

美國康奈爾大學(xué)的科研人員一直致力于研發(fā)可殺菌，可導(dǎo)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(xué)在科研人員的指導(dǎo)下，由學(xué)生來完成的項目。

負(fù)責(zé)指導(dǎo)康奈爾大學(xué)紡織品納米技術(shù)實驗室的纖維科學(xué)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(nèi)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(zhuǎn)化成電子組件，比如晶體管和電熱調(diào)節(jié)器。此過程，他并沒有添加電子組件到纖維中，而是把纖維轉(zhuǎn)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(shè)備的研發(fā)。

充分利用棉纖維的不規(guī)則電子特征，專家和其學(xué)生將涂料金納米粒子涂抹在織品上，而這樣的織品為半導(dǎo)體和導(dǎo)電聚合物，擁有天然棉纖維的性能。專家認(rèn)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(nèi)衣、輪胎、鞋類、汽車坐墊、空氣過濾系統(tǒng)，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(xué)畢業(yè)生利伯曼研發(fā)出一種服裝，利用導(dǎo)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(shè)備充電，只要插上插頭，連通電源即能充電。

該技術(shù)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(jiān)測大腦信號或應(yīng)用于具有加熱和冷卻功能的交互式紡織品。但技術(shù)研發(fā)總不能一蹴而就，須經(jīng)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(chuàng)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(xì)菌，還可預(yù)防感冒、流感和其他疾病。

專家的另外兩名學(xué)生研發(fā)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(fā)明則是經(jīng)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(xué)學(xué)生研發(fā)的抗瘧疾服裝在白天可以提供有效的保護。康奈爾大學(xué)學(xué)生還研發(fā)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(dāng)于一個防毒面具，并且能阻止有害氣體泄漏。

在擁有數(shù)項專利成就的同時，專家要求學(xué)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(fā)有效的過濾系統(tǒng)。

專家總是要求學(xué)生，把棉纖維作為畫布，描繪出最新最美擁有最多功能的產(chǎn)品，即創(chuàng)造新方法利用棉纖維材料。

棉纖維已使用數(shù)千年，可是要把傳統(tǒng)的纖維轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲木哂卸喙δ艿暮涂梢詽M足任何需求的工業(yè)材料并非易事。學(xué)生要當(dāng)紡織創(chuàng)新專家并不容易，他們必須首先是化學(xué)家、材料學(xué)家、設(shè)計師，這樣才能研發(fā)出具有多種用途的材料，讓穿在身上的襯衫和牛仔褲變?yōu)榧热彳浭孢m又能產(chǎn)生新意的智能化服飾。

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