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一種新的變色墨水可以幫助監(jiān)測人體健康和環(huán)境的變化，比如說，當(dāng)衣服被汗水浸濕時(shí)，衣服會(huì)改變色調(diào)；或者當(dāng)一氧化碳進(jìn)入房間時(shí)，房間中的掛毯會(huì)改變顏色。該制劑可以印在T恤、帳篷等一切印染物品上面。

諸如利用智能手表和貼片之類的可穿戴傳感電子設(shè)備來監(jiān)控心率、血糖等數(shù)據(jù)。如今，塔夫茨大學(xué)（Tufts University）絲織物試驗(yàn)室的研究人員說，他們研發(fā)的新型絲綢墨水可以對人體內(nèi)或周圍環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)并且量化。試驗(yàn)室的生物醫(yī)學(xué)工程師、該新技術(shù)論文的資深作者Fiorenzo Omenetto說，絲綢具有“像生物材料保護(hù)繭一樣的功能”，這意味著可以在墨水中添加必要的傳感和變色材料而不會(huì)使其失去功能。

研究人員創(chuàng)建的最初版本的材料，是利用噴墨打印機(jī)將其噴在織物上，從而將小物件（例如貼片或手套）變成傳感器。而在最新發(fā)表于《先進(jìn)材料》網(wǎng)絡(luò)版的研究中，他們用海藻酸鈉增加油墨的濃稠度，使其可用于絲網(wǎng)印刷，然后再添加各種反應(yīng)性物質(zhì)。Omenetto說，有了這種新墨水，他們現(xiàn)在可以“輕松地大面積印刷大量反應(yīng)性元素”。

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該團(tuán)隊(duì)通過將粗纖維分解成蛋白質(zhì)來制成絲綢油墨。首先，研究人員將分解出的蛋白質(zhì)懸浮在水中，接著，他們將反應(yīng)性分子（例如pH指示劑和乳酸氧化酶）混合，并分析了當(dāng)暴露于變化的環(huán)境中時(shí)，生成物是如何改變顏色的。因此將其在織物上印刷并穿戴在身上時(shí)，pH指示劑可以幫助檢測皮膚健康或脫水狀況；乳酸氧化酶可以衡量穿著者的疲勞程度。雖然這些變化肉眼可見，但研究人員還是使用相機(jī)成像分析來進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控顏色變化并創(chuàng)建了數(shù)據(jù)庫。

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Omenetto說：“就一件T恤而言，穿著者[通過]運(yùn)動(dòng)來給襯衫“染色”，其顏色與汗水的酸度分布相關(guān)。他設(shè)想使用墨水來幫助監(jiān)測此類活動(dòng)。他說，該技術(shù)還可以用于監(jiān)控房間中的環(huán)境變化，或者通過對細(xì)菌的反應(yīng)跟蹤疾病進(jìn)展。

并未參與這項(xiàng)研究的夏威夷大學(xué)馬諾阿分校（University of Hawaii at Manoa）的機(jī)械工程師Tyler Ray指出，當(dāng)今的大多數(shù)可穿戴式顯示器都是剛性的、有線的并且體積較大。他說，這項(xiàng)新的墨水技術(shù)“有可能將商用可穿戴設(shè)備從娛樂性的新穎設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榭纱┐鞯?、臨床級的生理測量工具，給醫(yī)師帶來可操作性的信息?！钡牵叭魏伪壬ㄋ媾R的一大挑戰(zhàn)就是各種環(huán)境條件，例如亮度或所用相機(jī)對其精確性的影響。”未來的研究需要解決這些問題。

作者：Jillian Kramer 是俄亥俄州的一名自由撰稿人。

翻譯：董雨榛

審校：殷姝雅

引進(jìn)來源：科學(xué)美國人

引進(jìn)鏈接：https://www.scientificamerican.com/article/color-changing-ink-turns-clothes-into-giant-chemical-sensors/


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