自適應服裝讓未來換季免換衣

THE MERIT TIMES

編譯／韋士塔 2023-11-04

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FibeRobo纖維能以現有的設備生產，不須使用新設備。圖／網路

研究團隊創造能依據熱量變形的纖維。圖／網路

研究人員使用FibeRobo纖維，製作可以擁抱寵物的毛衣。圖／網路

編譯／韋士塔

麻省理工學院（MIT）的研究人員開發一種可編程（programmable）的變形纖維，能隨著溫度升高而收縮，溫度降低時則自行伸長，不需搭配任何嵌入式感測器或其他硬體；一旦相關技術成熟，未來有望不須在不同的季節更換外套，只要有一件使用這種自適應（ self-adaptive）材料製作的衣物，就能靠其隔熱功能在寒冬時保持溫暖。

麻省理工學院媒介實驗室（MIT Media Lab）有形媒介研究小組的研究生福爾曼（Jack Forman）表示，他們開發的纖維稱為「FibeRobo」，生產成本並不昂貴，只需使用現有的紡織技術就能製造，包括織布機、刺繡及工業針織機，不須另外使用新型設備，且可以大量生產。因此，設計人員能夠輕鬆地把FibeRobo的感測功能應用於各種織物。

此外，FibeRobo也能與導電電線搭配，當電流通過時，導電線就成為加熱元件，透過這種方式讓纖維變形，並透過遠端資訊控制紡織品的形狀，例如：根據心率感測器的讀數產生變化。

福爾曼說：「除了一般的服裝，許多物品也使用紡織材料，例如飛機使用強化纖維複合材料，國際太空站（ISS）使用紡織物阻擋輻射。多數物品所在的環境都會變化，但紡織品卻不會主動產生反應，我們的產品將可改變這一點。」

目前市面上已出現一些能變形的纖維，但功能不夠完整，多數僅停留在實驗室階段，無法應用於現實生活。

例如，一種稱為「變形合金」（shape-changing alloy）的纖維只能收縮約5%，且變形後不可逆轉，常在運作幾次後就失效；也有一款稱為McKibben的氣動纖維，需使用空氣壓縮機才能產生變化，實用性不足。

MIT的研究團隊嘗試開發一種能夠大幅變形，且與既有的紡織工藝相容的纖維；經過多次實驗，福爾曼與團隊選擇一種稱為液晶彈性體（LCE）的材料。液晶的分子能像液體一樣流動，但也能堆積成晶體。研究人員發現，隨著LCE材料升溫，晶體分子原本的排列被打亂，導致纖維收縮，但熱量消失後，分子會恢復原來的排列，材料也會恢復原來的長度。

研究團隊隨後測試不同的化學物質比例來合成LCE，進而控制纖維的特性，包括厚度及開始變形的溫度。此外，研究團隊也將製程改良，生產能在不燙傷皮膚的溫度內變形的LCE纖維，用來製造穿戴式的織物。

福爾曼強調，由於使用目前的設備即可生產LCE纖維，從化學合成到成品線軸過程約需要1天，可生產大約1公里長的纖維。他說：「這一點讓我們滿意，LCE纖維的製程相當簡單，但具有許多新功能，這讓我們大感振奮。研究團隊將持續探索其他製造機能性纖維的工藝，並調整纖維的化學成分，製造可回收或可生物降解的纖維。」

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