具有形状记忆特性的智能织物，将带来什么可能性？

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任何一个曾经拉直过头发的人都知道，

经过高温精心拉直的头发，

一接触到水，就会重新变成卷发。

为什么？

因为头发具有形状记忆的特性。

它的特性允许它对特定的刺激，

做出形状的改变，以及回复原来的形状。

如果纺织品，也有这种形状记忆功能呢？

试想象一下，一件衣服有散热微管道，能在潮湿多汗时打开，没汗时关闭；一件本来均碼的衣服能伸缩至适合穿戴者的尺寸。

是否开始对这种智能织物产生了好奇？

哈佛大学开发的一种新型智能织物或可以实现这些。这种材料可通过编程为织物塑造可逆形状记忆，在受到刺激时变形，以及回复原来的形状。

近日，哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员开发出一种新型智能织物，可以被3D打印成任何形状，并可通过编程为织物塑造可逆形状记忆。这种可编程材料由回收的羊毛制品中的角蛋白制成，研究人员从纺织生产中剩下的阿格拉羊毛中提取出角蛋白。角蛋白是一种存在于头发、指甲和贝壳中的纤维蛋白。它可以在受到刺激时弯曲变形，然后回复原来的形状。

角蛋白改变形状能力的关键在于它的层次结构，其特性赋予了材料强度和形状记忆。单一的角蛋白链被排列成弹簧状结构，称为阿尔法螺旋。其中两条链缠绕在一起形成一种被称为卷曲螺旋的结构。当把足够多的纤维放在一起就能得到一种具有形状记忆特性的坚固大纤维。

当纤维被拉伸或暴露在特定的刺激下，弹簧状的结构就会展开，化学键就会重新组合。纤维会保持在那个位置，直到它被刺激触发回到原来的形状。

为了演示这一过程，研究人员用3D打印出各种形状的角蛋白薄片。他们用过氧化氢和磷酸一钠的溶液为这种材料设定了永久的形状——当它受到刺激或被触发时，总是会回到原来的形状。此外，一旦设置好角蛋白的形状记忆，就可以重新编程，并将其塑造成新的形状。

例如，一个角蛋白片被折叠成一个复杂的折纸星形作为它的永久形状。一旦记忆确定下来，研究人员把星星浸入水中，在那里它展开并具有延展性，形成一个紧密的管状。一旦干燥，薄片被锁定作为一个完全稳定和管状特征。为了逆转这一过程，他们又放回水中，管状角蛋白片展开并折叠成折纸星星状。

这项研究早前在《自然材料》(Nature Materials)上发表。该论文的第一作者卢卡·塞拉(Luca Cera)表示：「3D打印材料，然后设定其永久形状，这两个步骤可以制造真正复杂的形状，其结构特征可以达到微米级。这使得这种材料适用于从纺织到组织工程的广泛应用。」

研究人员设想了这种新型变形材料的一些有趣用途。他们称，这种材料可以用来制作可定制形状和罩杯尺寸的文胸、可以根据湿气打开通风口的服装等。他们希望这项研究能有助于减少时尚业的浪费，利用回收的羊毛及角蛋白，减少纺织和时尚行业对环境的影响。

图文整合来源：哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)、Phys.org、前瞻网、澎湃新闻

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