美麻省理工发明可温控伸缩的智慧型纤维

美国麻省理工学院（MIT）和东北大学（NU）共同开发出一种智慧型纤维，可以让衣服进行自动伸缩和改变形状。这让人们可能实现在不同季节只穿同一件外套，或像电影中蜘蛛侠一样，拥有一套可自由伸缩变紧的战衣。

过去的变形纤维存在缺陷，例如，一种变形合金的纤维仅能收缩5%左右，且不会自行反转，在几次变形后就会停止工作，这妨碍人们将其溶入纺织制品当中。而科学家们希望能够研制可以静音激活，且显著改变其形状的纤维，让它融入常见的纺织品制当中。

这次，麻省理工学院和东北大学将液晶弹性体（LCE）材料加入纤维中，做出这种可编程纤维“FibeRobo”，不仅与现有的纺织制造机械相容，还可用于制造变形纺织品，包括织成具有功能性的夹克。这项新发明于10月底发表在《第36届ACM软体与技术年度研论文集》中。

LCE材料是一种可以像液体一样流动的分子，它们沉降时会堆积，排列成周期性的晶体，升温时晶体则会失去排列。该材料同时具有自行反转、无磁滞的特点，且无需卷绕即可实现40%的大位移。

研究人员利用这个特性，将这些晶体结构整合到弹性纤维网中，这让纤维网拥有橡皮筋一样的弹性。若对材料进行加温，弹性纤维网就会拉在一起，让纤维出现收缩的现象，若热量消失，晶体分子则恢复原来的排列，而材料会恢复至原来的长度。

过去用LCE纤维无法在人体温度下进行变形，只能在60°C至150℃温度下产生作用，同时还有无法批量生产和难以融入织物等缺点。为了改善这些问题，需要生产出可以在皮肤安全温度（45°C以下）下激活的LCE纤维，使其适用于穿戴式织物上，还能够进行批量生产。

因此，该团队合成了一种含有LCE分子的液体树脂，将黏稠的LCE树脂加热后，透过橡胶枪喷嘴将材料缓慢挤压，再用紫外线照射固化树脂纤维的两侧。之后，实验人员将这些纤维浸入油中，赋予其光滑的涂层并再次固化，再将紫外线灯调至最大强度，从而形成坚固且光滑的纤维。

最后，它们被收集到纺织制造机器的顶部线轴中，并浸入滑石粉末，使其可以更容易地进入纺织制造机器中，生产出可以在皮肤安全温度下激活的FibeRobo。这些滑石粉末只要用温肥皂水即可轻松去除。

不过，FibeRobo纤维制作的过程对于紫外光的强度要求十分严格，若光线太暗，材料会分离并从机器中滴出，而如果光线太亮，则会形成团块，从而产生凹凸不平的纤维。