科学家们使用新技术发明了智能纤维，让我们远离疾病，迎接更美好的生活。
苏珊·哈斯勒（Susan Hassler，以下简称苏珊）：现在有个问题问问你，你会愿意花多少钱买一件穿了可以不生病的T恤？或者买一条你从来都不用洗的裤子你愿意花多少钱？这些是在2030年人们可能会问的一些问题。纺织工程学领域保留了一些最传统的技术，如纺织和缝纫，又吸收了在纳米领域最先进的技术。记者米娅·洛贝（Mia Lobel，以下简称米娅）有话要说。
米娅：从男人女人最早开始缠腰带裹身，纤维就成了人类生活不可或缺的部分。
胡安·伊内斯特洛萨（Juan Hinestroza，以下简称胡安）：嗯，纤维是最基本的工程学材料。事实上，人类研发的最早的工程学材料就是纤维。
米娅：胡安是纤维科学专业副教授，纽约康奈尔大学纺织纳米技术实验室主任。
胡安：从你早上醒来的枕头到牙刷，到梳子、你的衣服、餐巾。所有这些每天能看到的材料都含有纤维。卫生纸、袜子、鞋。如果我们给它们增加新的功能，肯定能够改变生活质量。
米娅：胡安教授想象着，能够知道你往哪里走的地毯，会提前朝着你要走的方向亮灯；外墙在晚上会变化的建筑，还有能强身健体的衣服。
胡安：那么，我们想要做的就是让科学改良人们的生活质量。我们希望科学能够对世界的其他部分也产生影响。
玛丽安·麦克德（Marian McCord，以下简称玛丽安）：想想疟疾对全球的影响，想想每年有百万人丧生，大多数是五岁以下的儿童，而在他们与疾病之间有一样东西，就是纺织物，正是它让我明白我究竟想要研究什么。
米娅：玛丽安是北卡罗莱纳州立大学生物医学和纺织工程学副教授。她目前正在用蚊帐做实验，就是我们普通的蚊帐但不含化学类神经毒素。
玛丽安：我们刚刚开始考虑有什么其他方法可以消灭蚊子，或者说，让蚊子失去攻击力，由此灭杀蚊子传播疾病的能力。
米娅：如果他们能够设计出达到这种效果的纺织品，他们就能够不用任何传统的杀虫剂便能阻止疟疾的传播。蚊子很快就对这种化学品产生抗体，这样有可能对人类和环境造成威胁。所以，她同时还在研究防蚊子叮咬的衣物。
玛丽安：想象一下，在炎热潮湿的环境里，比如在可能会感染疟疾的典型环境里，穿上非常舒服的长袖长裤，其实已经很安全了。所以，不用再在身上喷什么化学用品，也不要穿那种厚的不舒服的衣服，你完全可以让自己既舒服又没有后顾之忧。
米娅：用新技术，传统的纺织品可以更智能化。
石泉（Quan Shi）：所以我们有了纤维。这只是一种常用的聚丙烯纤维，是原材料，没有其他另外添加的成份。我们把它放进来，放在这个等离子室中，我来打开这边的煤气……
米娅：研究教授石泉目前在北卡罗莱纳州立大学纺织实验室工作。他利用一种叫做常压等离子体处理方法使这个纤维吸水性更强。他将一片纤维放入一个透明容器的透明塑胶盘上。关上箱门，将另一个上部的盘子放下，然后通过一种高压喷出的氦气击打这个纤维。
石泉：这样处理之后，我们将它们取出。一切准备就绪。如果我们在上面加上抗菌剂，它马上就会变成抗菌纤维。如果我们在上面加一些药物，它就可以治疗某些疾病。基本原理就是这样。
米娅：玛丽安说，这会改变我们对衣物的传统看法。
玛丽安：是的。我们的确一直在讨论加强衣服的功能性，而不仅仅停留在它的时尚角度，还有你刚才说的，最基本的遮体功能。我是想说，我们一直穿着各种衣服，为什么不好好利用这个机会，充分开发纺织物功能，使它更强大呢？
强大的织物
胡安：现在跟我走进实验室，在人类生态学大楼里。这里的设施都是全新的，与康奈尔大学的科学与设计风格相吻合。
米娅：回到康奈尔纺织实验室，胡安教授正在整理放满了纤维样本的抽屉，这些样本五颜六色，紫色、绿色，还有蓝色。
胡安：我们这有很多样本。这些是涂有金属有机结构的纳米纤维。你看，看上去像纸巾，非常非常薄，你把它放在空中，它就会浮起来。这些蓝色的晶体是可以膨胀、收缩并抓住气体的分子。
米娅：气体包括像二氧化碳、甲烷，还有臭氧。这些纤维通过吸收有害的大气分子来维护你的健康，不然吸入这些气体对健康不利。它们能够探测是否存在花粉和其他过敏源，并提醒穿衣者远离它们。它们还可以携带并慢慢释放一些药物，那么糖尿病患者不用打针，就可以通过衣物上的某块部位接受胰岛素。所有这些，利用纳米技术都可能实现。
胡安：从根本上说，我们是控制狂。我们想把事物控制在纳米级。这样，我们可以安排这些分子。我们可以控制分子之间的距离。我们可以控制分子的大小，以及它们排放的方式。这就是我们做的科学。
米娅：这种控制是让纤维智能化的关键，要让它们做它们一般不做的事，比如帮助人类抵御细菌，或者防尘、防油、防水，甚至根据需求改变颜色。
胡安：我的梦想是只要一种衣服就能具备所有的功能。因为，你可以穿着踢球的红色T恤，然后穿过一个电场，衣服就变成黑色，这样我又可以穿着它去参加聚会。如果聚会上有人洒了啤酒在我衣服上，它也依旧保持干净。我还可以穿这件衣服，让它变成白色，穿着去跑步；即使出汗，因为衣服上有控制细菌的物质，衣服也没有汗味。如果天太热，纤维会膨胀或者收缩，这样我就不用穿外套。它就像是我的第二皮肤。
米娅：你从来不用清洗这个第二皮肤，它也不会褪色，看起来、感觉起来都很棒。
胡安：它会像棉一样弯曲。感觉起来像棉花。因为它是99.9999%的棉，所以有着棉花般的舒适感。
米娅：胡安教授介绍说，常规棉质衣服和未来衣服之间唯一的区别，就是纤维表面5毫微米的薄层。这微小的薄层里面有什么，要看你对衣服功能的需求。
胡安：比如，如果我们想穿着有弹性、舒服的衣服，我们就用棉纤维素。如果我们想衣服能够分解气体，或者把它当成催化转换器，能将一种物质转化成另一种物质，那么我们就用钌或者钯。所以，还是要看最终要达到的效果。我们可以通过改变材料，将化学成份融入其中，以达到预期功能。
米娅：这种技术的应用前景是无限的。胡安教授目前正在研究为军队开发互动式的迷彩，即能在沙漠里变成棕色而在丛林里又变成绿色的帐篷，还有天冷的时候可以御寒，天热的时候可以呼吸自由，能为伤员释放药物又能永久保持干净的迷彩服。胡安教授说，正是形式和功能之间的关系推动着纤维未来的研究和发展。
胡安：设计和纤维科学之间的协同效应让人觉得不可思议。它让我们视野开阔，衣服不仅穿起来得体，还能让你感觉非凡。
米娅：这些进展离我们都不远了。胡安教授的学生们已经设计出了一款能为手机充电的裙子，还有可以控制温室效应气体释放的行走装置，你在运动的时候就能自由呼吸。到2030年，你可能会在商场的智能产品区域购物。
苏珊：关于那个能预防生病的T恤？没问题。它会是棉质的，含抗菌、银基纳米分子材料。目前，一件大号男式成本在1 500美元，不过我在想，到2030年的时候一定不会这么贵了。
资料来源 IEEE Spectrum
责任编辑 彦 隐