Большинство вещей, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, чрезвычайно статичны или, по крайней мере, не реагируют на то, как работают живые существа. Это верно для одежды: вы надеваете их, они остаются, и если вы хотите, чтобы они заменили, расстегните молнии или расстегните пуговицы.
Но новый класс тренировочной одежды использует живые бактерии, которые расширяются при воздействии влаги и сокращаются при обезвоживании. Разработанная междисциплинарной командой в Массачусетском технологическом институте в сотрудничестве с компанией New Balance, занимающейся спортивной одеждой, одежда имеет вентиляционные отверстия, которые открываются автоматически, когда владелец начинает потеть.
Одежда и технология, используемая для ее производства, описаны в статье, опубликованной в журнале Science Advances, в которой также обсуждаются некоторые другие новые методы, которые могут расширить потенциальное использование этой технологии путем введения новых микробов или их генетического изменения.
Вэнь Ванг, биоинженер MIT, возглавил биотехнологию и материаловедение для исследования. (Среди других сотрудников были дизайнеры и архитекторы, инженеры и отраслевые эксперты из New Balance.) Ван и ее команда исследовали ряд различных приложений, прежде чем сосредоточиться на одежде. (В другом документе, описанном командой, описана аналогичная технология, используемая для сгибания плоских макаронных изделий в трехмерные формы, когда они вымачиваются в горячем бульоне, например, в виде самостоятельной сборки в упаковке IKEA.)
В отношении текстиля Ван и ее команда обнаружили, что оптимальной конструкцией является слой латекса, зажатый двумя тонкими слоями бактериальных клеток, толщиной от 1 до 5 микрон, вокруг диаметра эритроцита и 1/15 ширины человека. волосы. Они были сформированы в клапаны и прикреплены к задней части одежды для тренировок. Когда владелец потеет, клетки снаружи остаются такими же, но клетки на стороне, обращенной к телу, поглощают влагу и расширяются, заставляя закрылки открываться.
BioLogic Group из MIT Media Lab, в состав которой входят Ван и ее сотрудники, уже несколько лет создает такую одежду. Но Ван чувствовал, что есть место для улучшения; Первоначально они использовали бактерии, называемые Bacillus subtilis natto, более известные как основной компонент клейкой, вязкой, острой японской пищи, называемой nattō. Озгур Сахин, доцент кафедры биологических наук и физики в Колумбийском университете, использовал B. subtilis natto в своих (не связанных) исследованиях материалов, использующих бактерии, из-за его жестких и сильных спор. Ван приняла его, потому что увидела, что оно работает, и потому, что оно достаточно безопасно для употребления в пищу. Но, тем не менее, она считает, что потенциальные пользователи могут быть отключены, если в их одежде есть бактерии.
«Некоторые люди могут бояться, что бактерии могут загрязнить мой дом или моих детей», - говорит Ван, хотя она подчеркивает безопасность микробов. «Наша кожа не вакуум. Если у вас нет бактерий, на нем будут какие-то вредные бактерии. Поэтому в будущем мы также хотим объединить технологию микробиома с нашей нынешней конструкцией, чтобы создать одежду с микробиомами ».
В документе также описывается использование других микробов, включая дрожжи и более мелкие клеточные компоненты, такие как белки, для выполнения аналогичных функций, которые могут нести стигму бактерий. Все микробы, указывает Ван, находятся в вегетативном состоянии, где они не растут и не делятся, и, таким образом, не нуждаются в пище или питании.
Наконец, команда ввела флуоресценцию в бактерии, чтобы доказать, что они могут генетически модифицировать ее, чтобы расширить потенциальное применение в будущем, включая микробы, которые испускают приятный запах. «Было бы легко включить в эту одежду и другие генно-инженерные микробы», - говорит Ван.
Не ожидайте увидеть эти предметы одежды в магазине New Balance в ближайшее время. Хотя команда подала заявку на получение патента на технологию, ей еще предстоит продемонстрировать ее долговечность с помощью циклов стирки.
«Чтобы выяснить, что может пойти не так, могут потребоваться более длительные исследования. Я не считаю, что это является фундаментальной проблемой, но как только вы их выявите, вы сможете потратить время на ее решение », - говорит Сахин, который не принимал участия в исследовании. «Если это носимый материал, то он должен противостоять трению, например, с кожей. Он должен противостоять стирке, например, химикатам, которые используются в моющих средствах. Пот сам по себе может иметь последствия помимо открытия и закрытия вентиляционных отверстий.
«Такое мышление, эта ткань на самом деле может быть динамичной и отзывчивой, и эта реакция лучше для ее функций, как правило, является захватывающим аспектом работы, и она может потенциально применяться во многих других областях».
