布料纳豆菌仿生

向自然界取经仿生学对纺织业的启发

在追寻科技突破又强调环保的今日，仿生学及其应用逐渐在各个领域成为重要的趋势。自然中的万物成为科研突破的最佳导师，为人类的演化注入了强大的能量。5个案例来说明！...

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在追寻科技突破又强调环保的今日，仿生学及其应用逐渐在各个领域成为重要的趋势。自然中的万物成为科研突破的最佳导师，为人类的演化注入了强大的能量。

仿生学又常被称为生物模拟学。大自然中的各种动植物历经数十亿年的演化而能适应环境的变化，所具有的构造与功能往往较任何人工制造的机械都优越得多，从常为人们所熟知的蝙蝠的「回声定位」声纳系统、海豚的身形及皮肤结构能使游泳时不产生紊流、以及萤火虫的生物冷光，仿生学这门既古老又年轻的学科，藉由观察、研究和模拟自然界生物各式各样的特殊本领，包括生物本身结构、原理、行为、各种器官功能、体内的物理和化学过程、能量的供给、记忆与传递等，从而为科学技术提供新的设计概念、工作原理、和系统架构。

案例1MIT纳豆菌仿生衣

麻省理工（MIT）的一组研究团队研发了全新的智能排热衣，外观与一般排汗衣类似,但背部却有一些会开阖的小孔，会随着人的排汗程度开启或闭合。体温高时，衣服上的小孔开启排热，体温降低后，小孔会闭合，帮身体保暖。而此款智能衣的核心材料，竟是来自日本千年传统饮食文化的纳豆菌。

研究团队导入开发的技术点主要是应用了纳豆菌会随着湿度的变化，而非常戏剧性的收缩延展及改变体积。研究团队并结合3D列印技术，将纳豆菌加在列印的材料中，利用3D列印机将其印制为类似鳞片的结构。当运动排汗时，衣服上的“鳞片”中的细菌就会受到湿度上升的影响作出反应，使其蜷曲起来，此时隐藏在鳞片下的皮肤就获得了更多散热与排汗的空间。

案例二帝的仿蝶错视布料

南美亚马逊河流域的蓝色大闪蝶（形态蝴蝶），是世界上体型最大的蝴蝶品种之一。大闪蝶的翅膀可以发出层次丰富而绚丽的蓝色金属光泽，并不是因为他们本身的颜色就是蓝色，而是因为他们翅膀表面覆盖的极细微鳞粉，与一定波长的光线同步并同时抵消的结果。

科学家发现这种蝴蝶翅膀的蛋白质会排列成特殊的角度，从而反射出蓝色的光芒，人类眼睛看到反射后的可见光，大脑便会以为蝴蝶是蓝色金属光泽.Teijin公司运用奈米技术，将这样的原理运用在Morphotex布料上，利用61种特殊排列的纤维，使布料不需经过传统的染色程式便可以“反射”出人类可见光范围里的颜色。

现在，这种布料已经开发出紫，蓝，绿，红四种金属光泽.Teijin公司甚至将Morphotex纤维切割的非常细小，制造出Morphotone粉末，并进一步运用于涂料上。这种粉末可以使用在汽车或其他产品上，甚至还可以拿来用在眼影，睫毛膏，指甲油等化妆品上;因为不使用传统的染色工程，可以节省能源25％，同时二氧化碳排放量也可以减少30％。

案例3可剥弃的蜕变服饰“Shed Me”

伦敦艺术大学学生Katie Ledger从蛇蜕皮的特性中得到启发，设计出一系列可逐层剥弃的服饰““Shed Me”。”

这个创意的初衷跟环保息息相关：据统计，我们平均每洗一次衣服，便需要消耗40加仑的水和5500瓦电力.Katie Ledger不断思考如何减少洗涤次数以节约水电，她想起了蛇蜕皮的例子，以此为灵感设计出能逐层蜕弃而改变颜色或款式的衣服。

根据Katie Ledger的设计模型，每套衣服由三到八层天然纤维织物构成，它们彼此之间用无毒，可溶于水的高分子聚合胶粘连，只需要喷上水，衣服的最外层便能轻松剥离，且剥离下来的部分作为垃圾可以自然分解，完全环保无毒。

另一个环保构思是，被“蜕”下来的这些局部衣物层也可以作为另一件衣服的配件，重新组合使用。目前这个构思还停留在概念设计，但若能实现，将为地球的环保做出极大的贡献。

案例3图片来源：www.ecouterre.com/shed-me-clothes-reduce-need-for-laundering-by-shedding-layers-like-snakeskin

案例4以树木为灵感的防水涂布科技

户外品牌帕拉莫的防水外套，主打一种灵感启发自树木蒸腾作用的科技布料NIKWAX。

NIKWAX的运作原理类似于植物的蒸散作用：光合作用所需要的二氧化碳通过植物叶子上的气孔进入植物，而所产生的氧气亦通过气孔扩散入大气。通过气孔所造成的水蒸气产生的吸力，使得根吸收的水得以运输到叶子。随着水，营养也得以运输到叶子。此外，水的蒸发还可以帮助受阳光照射的叶面降温，使得叶子里的温度保持在酶的最佳工作温度中。

不同于传统防水布所使用的矿物性蜡质，NIKWAX不会影响布料弹性且透气性佳.Nikwax涂料的弹性组织还能帮助皮肤表面透气排湿及防止外部环境的水

气钻入布料。现在，NIKWAX已经作为单独的防拨水喷剂广泛应用于户外品牌产品中。

案例五古生鱼鳞启发防弹衣革新

根据“自然原料”期刊报导，一种生长在西非泥池已有9600万年的古生鱼类葫芦鱼身上的鳞片，由于结构特殊，未来可做为国防用的防弹衣。葫芦鱼又称为塞内加尔多鳍鱼或恐龙鳗鱼。

根据美国国防部与科学家长期合作，发现相较于旧式防弹衣的厚重臃肿,这款根据鱼类鳞片所研发的新款防弹衣将轻盈许多，并可以有弹性，大大增加穿着者的灵活度。科学家预计将透过3D列印技术来实现这项仿生研究。

葫芦鱼约四十公分长，属于古代鱼类，身上分布有数层鳞片，不但可以化解外部攻击力量，同时可以保护柔软脆弱的鱼身不受入侵，将攻击伤害化解到最小。

为破解强韧鱼鳞背后的秘密，研究团队取下鱼鳞，以奈米技术进行分析，发现每片鱼鳞厚度约仅五亿分之一公尺，却由四层不同物质构成，上层是坚硬的外层，内层则是柔软的弹性层，多层次软硬结合的特殊组织结构，让鱼身受到攻击时可以即时防御并层层分散重击时的打击力度，从而不易受到严重伤害。

研究人员另针对鱼鳞进行实际模拟攻击，发现即使已经受到攻击，掠食者以利齿咬出的裂痕也会局限在伤口周围，不会扩散到整片鳞片，因此能免于毁灭性的破坏，这个特性和很多陶瓷材料类似。

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