一根纤维受热后缩短,撤去热量又恢复原长,衣物上的形态变化就有了材料内部的起点。MIT News在二〇二三年十月二十六日介绍MIT与Northeastern University研究者的FibeRobo时,把这种可逆变化归于液晶弹性体,简称LCE。报道所说的响应,首先是纤维本身的长度变化,而非一段已经存入纤维的图像或程序。[1]
报道用两种性质解释“液晶”这个名字:其中的分子能够像液体一样流动,在安定状态下又可以形成周期性的晶体排列。研究者把这样的结构纳入可伸展的弹性体网络,后者在说明中被比作橡皮筋。能够排列的分子结构与能够伸展的网络不是互相替代的名称,而是同一种材料解释中相互作用的组成关系。[1]
材料受热时,液晶分子失去原有排列,将弹性体网络拉拢,纤维于是收缩。撤去热量后,分子重新回到原来的排列,材料也回复原长。这段定性过程让“会变形”具体到长度与内部排列的对应:报道并非只给纤维贴上智能标签,而是明确交代了哪一种结构变化与收缩相连、反向变化又怎样出现。[1]
来自数字系统的信号,需要通过另一项构件进入这条关系。报道说,FibeRobo可以与导电线结合,导电线在电流通过时充当加热元件,进而把数字控制连接到织物形态。材料对温度响应,与导电线提供热量,分别位于这条联系的不同位置。因此,所谓纤维变化无需内嵌传感器或其他硬构件,不等于整件原型没有外部信号或能源。[1]
纺织形态也有两种已报道的实例。研究团队以刺绣做出运动内衣原型,又以工业针织做出一件狗外套;后者的动作信号来自研究者手机的Bluetooth连接。刺绣与针织把响应材料放进不同的织物构成,手机连接则说明其中一个原型怎样与外部信息相接。这里仅转述原型对象与信号关系,不采用对人体压迫或动物焦虑的效果主张。[1]
报道同时把FibeRobo联系到已有的织机、刺绣和工业针织途径。它讨论的是这种纤维如何进入纺织设计:响应可以成为织物的一部分,而不只是在织物旁另放一个会动作的硬物件。与报道提到的其他嵌芯片纤维研究相比,此处的具体材料主线是液晶排列和弹性网络导致长度变化,两者所承载的功能并不相同。[1]
未来目标在报道里仍有明确语气。研究者希望调整组分,使纤维可回收或可生物降解,也希望将来能像线团一样在手工用品店买到。它们是建立在当时早期成果上的愿望,不是已完成的环境认证或现售商品说明。保留这一点,才能同时读到报道已经呈现的响应原型与研究者仍在追求的材料发展方向。[1]
资料来源:[1] [Shape-shifting fiber can produce morphing fabrics](https://news.mit.edu/2023/shape-shifting-fiber-can-produce-morphing-fabrics-1026)
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