好衣料

納米科技：安裝了納米碳管的棉花可用來(lái)制作能發(fā)光或能監(jiān)測(cè)身體失血狀況的衣服。

許多科幻小說(shuō)都描繪了這樣一種場(chǎng)景：將領(lǐng)們坐在顯示器前觀察著前方部隊(duì)的情況，而戰(zhàn)士們身穿的特制的衣服與電腦顯示器連在了一起。任何傷亡情況都會(huì)馬上傳到指揮部，所以將領(lǐng)們就可以知道，比方說(shuō)，約翰遜中士腳踝骨折了，或者卡利下士流了1.2升的血。這種情景或許離現(xiàn)實(shí)已不再遙遠(yuǎn)。研究人員已經(jīng)可以制作出能夠發(fā)現(xiàn)身體流血并報(bào)告?zhèn)€人所處位置的棉花了。

智能衣服擁有許多吸引人的特點(diǎn)。對(duì)士兵和醫(yī)生來(lái)說(shuō)，能夠適應(yīng)各種環(huán)境的衣服在面對(duì)細(xì)菌、化學(xué)物和放射性物質(zhì)時(shí)，可以提供多樣化的保護(hù)。商家認(rèn)為，可發(fā)熱衣服、抗皺衣服或可遮蓋體味衣服有很大的市場(chǎng)潛力。目前已經(jīng)可以生產(chǎn)出制作上述一些衣服所需的材料了，但這些材料或體積過(guò)大而笨重，或太過(guò)復(fù)雜，還無(wú)法運(yùn)用到實(shí)際生活中。所以，人們現(xiàn)在的目標(biāo)是，研制出可方便縫制又經(jīng)久耐用的輕質(zhì)材料，同時(shí)，為了傳輸信息，還得能夠?qū)щ姟?/p>

密歇根大學(xué)化學(xué)工程師尼古拉斯·科托夫（Nicholas Kotov）率領(lǐng)的一個(gè)研究小組想出了一個(gè)辦法，即把納米碳管安裝到棉線上。這種納米管的碳分子呈圓柱狀，而原子又按照獨(dú)特的蜂巢模式排列。由于自身獨(dú)特的機(jī)械力和導(dǎo)電性能，它們被認(rèn)為是目前用途最廣的納米材料之一。

納米管材料通常被做成固體結(jié)構(gòu)或薄片狀，但用于一些靈活性目的納米管，比如導(dǎo)彈薄膜、電子墨水等，則可以由稀釋了的納米管水溶液制成。有些電子設(shè)備，比如場(chǎng)發(fā)射顯示器，是用納米管棉線制成的。但要編織這些只有百分之一毫米粗的棉線技藝復(fù)雜，花費(fèi)又高。用帶電材料制作衣服在目前看來(lái)還不太現(xiàn)實(shí)。

不過(guò)，科托夫博士和他的同事在《納米快報(bào)》（Nano Letters）期刊上發(fā)文稱，他們找到了一個(gè)簡(jiǎn)單程序，可將帶有納米碳管的普通棉線編織起來(lái)。這種棉線比納米管棉線粗得多，因此更容易編織。研究人員用Nafion（一種工業(yè)用共聚物）和乙醇的混合溶液來(lái)稀釋納米碳管，然后他們將直徑為1.5毫米的棉線不斷浸入溶液中，而且每次都要先等棉線變干了再浸入。這樣做可以使納米管覆蓋到每一根棉線上，并牢牢粘在棉線纖維的表面。這個(gè)過(guò)程還可以使納米管沿著棉線纖維的中軸線排列起來(lái)，從而增強(qiáng)導(dǎo)電性能。經(jīng)過(guò)多次浸入后，科托夫博士發(fā)現(xiàn)，棉線已經(jīng)具備了足夠的導(dǎo)電性，可以用來(lái)連接發(fā)光二極管。

在進(jìn)一步測(cè)試中，研究人員將一種能與人體血清蛋白（人體血液的必需成分）發(fā)生反應(yīng)的材料分子加入浸入棉線的溶液中。然后他們將更多棉線浸入其中。這一次，他們?cè)诓煌难宓鞍诐舛认聹y(cè)試棉線的導(dǎo)電性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，棉線的導(dǎo)電性隨著血清蛋白水平的變化而有所差異。研究人員認(rèn)為，如果能將這種材料適當(dāng)加入軍裝中——正如科幻作家預(yù)測(cè)的那樣，那么或許可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)戰(zhàn)士的失血情況。

本文于2009年3月首次在《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》上發(fā)表。