2022 年国外服用材料及服装科研新品回眸

文/冯宪 编辑/戊己

一、能“听见”声音的衬衫

该衬衫由美国麻省理工学院研究团队开发，项目成果发表于英国《自然》杂志。衬衫之所以能够“听见”声音，是因为应用了一种能有效探测声音的织物。这种织物中含有一种特殊的材料——压电纤维，能够将可听见频率的压力波转换为机械振动，然后再将这些机械振动转化为电信号，有点类似于人类耳蜗的作用。该项研发表明，只需使用少量的这种特殊压电纤维，就能让织物具备对声音的灵敏性。一根纤维能制作几十平方米的纤维麦克风，这种纤维麦克风可以探测到人类说话的声音信号。由于衬衫是贴身穿着之物，该“听得见声音”的特殊织物可以感知到穿着者细微的心跳状况。研究团队演示了这种织物应用到衬衫上的三种主要应用：可以探测到拍手声音传来的方向；当两人都穿戴了这种可探测声音的衬衫后，可以促进两人之间的双向交流；当织物触到皮肤时可以监测心脏跳动情况。研发者认为这种新设计可以应用于各种场景，包括安全保障（比如探测枪声的来源），辅助助听器佩戴者定向倾听，或是对心脏和呼吸系统疾病患者进行实时长期监测。更为有趣的是，这种特殊的衬衫能够机洗，有悬垂性，是可穿戴应用的理想选择。

二、适用于新冠重症治疗的抗菌纺织品

该纺织品由俄罗斯国立研究型技术大学MISIS研究团队开发，相关研究结果发表在《材料快报》上。由于新冠病毒感染的重症患者的免疫力低下，导致他们易发生继发性细菌感染，因此在治疗过程中，需要应用一种有助于遏制病原菌在医疗环境中传播的技术。在用非织造材料制成的一次性医用服装、床单、尿布和其他产品上，这种技术可得到应用。该项技术的核心是通过在低压环境下使用射频气体放电等离子体，对原有材料进行改性。为了使普通非织造材料具有抗菌性能，研究团队在一个封闭系统中，首先将试验材料置于两个电极之间，空气被抽空到中度真空水准后，同时将氩气注入系统。当电磁场产生时，它从阴极加速到阳极，并“轰击”产品，从而破坏聚合物的分子键。然后将这种赋能化的材料或制品浸入到装有浓缩银纳米粒子胶体悬浮液的罐子中，实施抗菌剂浸渍。随后再用甲烷-氩气混合气体处理，使纺织材料具有抑菌、抗菌性能。最终将产品在高压灭菌器中灭菌消毒，达到预定的抑菌和抗菌的设计效果。

三、按一下按钮即可自行消毒的口罩

该口罩由苏黎世应用科学大学和瑞士研发公司Osmotex的科学家联合开发。基于Osmotex的一项核心商业化技术，该类型口罩主要是通过电渗透和电化学过程，对织物中的水分迁移进行电子控制，采取用按钮操作的方式，以达到99%以上的病毒和细菌的灭活效果。该款口罩具有三层结构，由导电织物、薄膜和另一种导电织物组合而成。按下按钮会发送一个电脉冲，该脉冲与纺织品中的水分相互作用，可以产生消毒化合物臭氧和过氧化氢，这两种化合物对纺织品的内外层面都能产生积极的消毒杀菌作用。此外，在该口罩关键组成部分——薄膜的研制方面，纳米级锌处理是一项关键技术。一种专用的锌溶液嵌入纺织品中加热，并形成非浸出的锌纳米颗粒，成为提高病毒和细菌灭活效果的重要保证。该研究团队表示，这种名为 ZioShield的新方法可通过接触杀死病毒和细菌，在10分钟内达到99.9%以上的灭活率，并且在多达100 次洗涤后仍然有效。测试还表明，该类型口罩的颗粒过滤效率明显高于外科专用口罩。研究团队同时正在开发一款标准化检测程序，旨在对此类型产品的安全性和有效性进行认证。

四、高科技让瑜伽裤功效更突出

如今，紧身塑形的瑜伽裤已不局限于瑜伽锻练领域，俨然已成为了时尚达人们必备的日常生活用品，而具有科技含量的功能性瑜伽裤则更受欢迎。比如，加拿大某运功品牌研发的瑜伽用品专用面料，使用高科技聚酯纤维制成。这种纤维具有独特的横截面，能够吸收身体产生的水分，并将水分分散到面料外表面，迅速挥发，使身体保持干燥凉爽，因此也被称为“会呼吸的面料”。该面料还具有四维度弹力，手感如棉花般柔软舒适，能够适应高强度的瑜伽锻练动作，穿着时合身又不过于紧绷。通过在产品面料中加入“液态莱卡”胶膜，可使产品拥有比普通瑜伽裤更高的塑形能力。此外部分产品还采用了可精准记忆体型的NX次时代记忆纤维，塑造穿着者的个体专属版型。高科技瑜伽裤采用特殊的纱线织造工艺代替传统磨毛工艺，产品可大大降低在运动中因磨毛断纤而引起面料起球的概率。而针对大运动量、专业瑜伽研发的更加高端的瑜伽裤面料，采用莱卡与高端纱线混纺，用高针数带来更加紧实的面料质感，在运动中能缓和肌肉震度，减少运动损伤。

五、仿动物皮革的纯素材料“Mylo”

该种材料由英国设计师品牌Stella McCartney与美国生物技术初创公司Bolt Threads合作研发。Mylo是一种既柔软又坚固，可再生的类动物皮革材料，虽然外观与触感都与真皮十分相似，但Mylo却是在实验室中利用野蘑菇根部的菌丝体制成的。这种菌丝体生长快速，一般在两周内即可长成，因此排放的温室气体更少，生长所需的水和其他资源比生产动物皮革都要少得多，因此对自然环境的影响更小，属于一种绿色生物制品。2022年7月，一款名为Frayme Mylo的野蘑菇纯素仿动物皮革手袋正式推出，限量100件，每只手袋都有独立编号。因为具有绿色环保特征，故深受时尚买家的青睐。从2023年开始，Frayme Mylo手袋将成为该品牌季节性系列的一部分，并计划推出更多颜色。研发主创人Stella McCartney表示，Frayme Mylo手袋首次上市，标志着纯素仿动物皮革材料创新发展的里程碑。合作方之一，美国生物技术初创公司Bolt Threads创始人兼首席执行官Dan Widmaier说：“对于消费者、生物材料行业以及奢侈品时尚界而言，首款Mylo奢侈品手袋推向市场极富时代意义。”双方还共同研发下一代尖端纺织品，推出全球首款采用Mylo材料制作的纯素“皮衣”。

六、让旧球衣“变身”新球衣

由于尼龙（锦纶）材料的自然降解力差，对环境保护构成不小麻烦。德国某运动品牌试行一项成衣生产创新项目——RE：JERSEY，旨在将旧的尼龙（锦纶）质地的球衣回收改造再生，加工成为新的球衣，以达到减少该废弃物数量的目的，并为未来更多的循环生产方式探索新途径。长期以来，受一些客观因素的制约与影响，人们很难用回收旧服装的方法来生产制造新服装。这一项目实施后，意味着那些原本带有商标、刺绣和俱乐部徽章的旧球衣可以被回收循环再利用。在回收处理流程中，这些旧球衣的原始成分将被化学分解，过滤掉颜色和其他杂物，并使用化学提取方法来还原材料的原有形态（纤维或粒子），为制作与原生尼龙（锦纶）有着同样性能特征的再生尼龙（锦纶）纱线做准备。RE:JERSEY项目的先导试验是Puma循环实验室及永远更好可持续性平台的一部分。通过这一项目实施，新的足球运动服75%的材料来自于回收旧球衣所产生的再生尼龙（锦纶），剩余的25%则来自于由海洋回收塑料制品制作的再生材料。目前Puma在市场上销售的足球运动服已做到了完全采用再生尼龙（锦纶）材料制作。

七、结合无线电刺激和生物传感器的智能绷带

该种绷带由美国斯坦福大学研究人员研发。通过使用这种智能绷带，能够实时监测伤口愈合过程并合理治疗伤口，以加速受伤部位的组织修复。智能绷带由无线电路组成，使用阻抗/温度传感器来监测伤口愈合的进程，研究人员能够在智能手机上实时无线跟踪传感器数据。智能绷带电子层包括微控制器单元、无线电天线、存储器、电刺激器、生物传感器和其他组件，厚度仅为100微米，大约是一层乳胶漆的厚度。所有这些电路都安装在巧妙设计的水凝胶上，该水凝胶集成后可向受伤部位提供治疗性电刺激并收集实时生物传感数据。水凝胶中的聚合物也经过精心设计，可在需要时牢固地黏附在伤口表面，但在加热到仅比体温高几摄氏度时，可干净利落、轻柔地拉开而不会损害伤口。电刺激可加速角质形成细胞向伤口部位的迁移，限制细菌感染并防止伤口表面形成生物膜，从而主动促进组织生长并帮助组织修复。将它与实时生物传感器数据集成，能够提供一种由生物传感器传达信息的新型自动化治疗方式，实时、快速、稳健且提供极其准确的方法来测定伤口状况，提高治疗针对性，加快伤口愈合。

八、超柔软和轻质的织物类太阳能电池

该电池由美国麻省理工学院（MIT）有机和纳米结构电子实验室团队的工程师研发，成果已在《小方法》杂志上刊发。这是一种重量仅为传统太阳能电池板的百分之一，比人头发丝还纤细的超轻质、织物类蓄电材料，可置放在船帆、救灾帐篷和防水布、无人机的机翼及各种建筑物，乃至服装的表面，快速方便地将任何物体表面变为电能的载体。研发团队使用了电子墨水形式的纳米材料，通过挤出式涂布机将纳米电子材料层沉积到3微米厚的基底上，随后使用丝网印刷术，印制出电极并完成超轻薄的太阳能电池模块制作。为了克服这种太阳能电池模块容易撕裂、难以安装的缺陷，研究团队最终找到了一种每平方米仅重13克的复合材料“大力马”（Dyneema）基材，通过添加一层只有几微米厚的固化胶，将太阳能电池模块黏附在其上，最终形成超轻且坚固的太阳能电池构体。此款太阳能电池每千克可产生730瓦的功率，是传统太阳能电池的18倍。而且，即使将这种超柔软和轻质的织物类太阳能电池卷起、铺展500多次后，仍能保持90%以上的初始发电能力。