能报告士兵伤情的纱线

俊　林

在许多科幻故事里都有这样的场景，交战双方的士兵穿着一种电子战服，这种军装可将电子信号传输到指挥部的电脑中，指挥官通过电脑信号指挥自己的军队。士兵受伤后，其伤情可立即转换成电子信号传送到指挥中心，指挥官可以马上得知士兵约翰逊踝关节骨折或下士凯莱已失血1.2L。尽管这种场景只在科幻小说中出现，但类似的场景很快也能出现在现实中。研究人员已发明出一种能检测血液并立即发出电子信号的棉纤维。

智能纺织品可以满足不同的需求，只需要改变适当的条件就可以达到相应的特性，例如军装和医用服装要求的抗菌、抗化学腐蚀和防辐射性等。制造商看到了这种材料所带来的巨大商业潜力，例如发热、抗皱、除臭等性能。具备这些功能的材料本身已经存在，但是这些材料存在笨重、僵硬或实际使用复杂等缺陷。所以制造商的目标是发明一种轻型材料，这类材料易于编织、高度耐磨、能够导电、可传导电子信号等。

由美国密歇根州大学化学工程师尼古拉斯•科托夫带领的研究小组已找到一种带碳纳米管材的棉线衣料，这种衣料可实现这些功效。其纳米管由圆柱状碳分子组成，这些碳分子由独特蜂窝状排列的原子组成。由于这些材料的机械强度和导电性能，它们被视为万能纳米材料。碳纳米管复合材料通常被制成坚实结构或板材，不过它们同样适合制作各种轻便材料，如导电薄膜和电子墨水，通过稀释碳纳米管溶液即能获得。

很多电子设备，如平板显示器，就是由碳纳米管纱线制成。不过编织这些可能只有1/1000mm厚度的纱线需要非常复杂的工艺并且其造价相当昂贵。通过增加相应厚度制造具有导电功能的服装并不现实。然而，科托夫博士和他的同事们在《纳米通讯》的报道中介绍了一种向普通棉线中添加碳纳米管的简单过程。这种棉线比通常的碳纳米管厚，但编织起来比较容易。研究人员将碳纳米管分散在稀释的氨基苯甲酸溶液、聚合物和乙醇的混合物中；然后，将直径1.5mm的棉线反复浸渍在稀释液中，每次浸渍间歇让纤维彻底干透。这样做使碳纳米管能够覆盖到每一根纤维上，并紧紧附着在纤维链表面。经过这种处理后碳纳米管整齐地沿纤维轴紧密排列，增加了电子连接的可行性。科托夫博士发现，经过反复浸渍后的棉线，其导电能力甚至可以用来作为锂光源的传输线。

在进一步的测试中，研究人员在浸泡液中加入了一种能与人体血液主要成分——血清白蛋白进行反应的材料。然后，他们浸渍了更多的棉花纤维，然后让电流通过含有不同白蛋白的纤维。他们发现这些棉线对白蛋白很敏感，并且能够检测出血液并发出电导率信号。研究人员提出这种材料可用于检测出血情况，如果将这种材料用于军用服装，便可帮助监测身穿这种战服的战士的健康状况—— 就如科幻小说中所预言的一样。

（据英国媒体《经济学家》最新资料http://www.economist.com/science/tm/displaystory.cfm?story_id=12756435 ）