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又符合当前工业化程序,不需要化学修饰和额外的添加剂,它在工业应用中开辟更多的可能性。

  正值季节变换,当你跑步的时候,穿短袖太冷,穿长袖太热,如果有一种服饰,能够根据体温、湿度自动调节长度,当身体出汗时,长袖变为短袖,汗干之后又恢复如初,那将多么神奇。如今,这种酷炫的智能织物有望成为现实。

  应用开辟更多可能性

  将传统纺织技术和纤维型人工肌肉相结合,是实现纺织品智能功能的方法之一。虽然碳纳米管、石墨烯、聚乙烯、尼龙等纤维材料已被报道用于制备人工肌肉纤维,但是这些材料很难用作调节湿度和体温的智能纺织品,主要因为这些材料具有造价昂贵、制造过程复杂、舒适性差等缺点,难以进行商业化。

  蚕丝作为一种天然纺织纤维,集柔软亲肤、吸湿透气等优点于一身,一直受到人们的追捧和纺织界的青睐。“蚕丝用作衣物已经有上千年的历史,它穿着舒适,是一种重要的纺织原料。”刘遵峰说,根据研究调查发现,目前还没有利用天然纤维制成“人工肌肉”并用于智能织物领域的报道。

  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又符合当前工业化程序,不需要化学修饰和额外的添加剂,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。

  对此,研究人员就展示了一种由同手性蚕丝拉伸肌肉编织而成的对湿度敏感的智能织物,织物袖子的经纱方向为同手性蚕丝拉伸肌肉,纬纱方向为未加捻的蚕丝纤维。当由于汗水或潮湿环境导致湿度增加时,智能织物的袖子沿经纱(垂直)方向收缩(45%),然后在湿度下降时恢复原长。例如在运动的过程中,身体在出汗的情况下,衣服自动缩短成短袖短裤,便于排热排汗;身体干燥时,衣服变长以实现保暖性。

  “由于蚕丝纤维原料非常丰富、生物相容性好,且具有高的成本效益,蚕丝人工肌肉将为智能纺织品和软体机器人等应用开辟更多的可能性。”刘遵峰说。