Ученые из Массачусетского технологического института разработали «дышащий» костюм для занятий спортом с клапанами, которые реагируют на температуру тела и пот человека. С подробностями исследования можно ознакомиться в Science Advances.
Группа исследователей из университета штата Массачусетс сделала революционное открытие, создав спортивный костюм, способный выполнять теплообмен внутри себя. Сообщается, что повышенные физические нагрузки лучше переносятся в подобном костюме.
Разработчики создали уникальный материал для спортивного костюма, в основу которого входят безопасные для человеческого организма живые клетки Escherichia Coli. Благодаря этим организмам ткань при повышении температуры и изменении влажности тела может сужаться и расширяться, делая своеобразную вентиляционную систему. Клетки, реагируя на пот, выступают в роли сенсорных индикаторов, которые при повышенной влажности разбухают.
Escherichia Coli – это микробы, которые выведены из определенного штамма кишечной палочки, способные реагировать на воду, увеличиваясь в размерах. Ученые изменили клетки, чтобы они производили зеленый флуоресцентный белок.
Затем ученые выложили модифицированные организмы на листах латексной ткани, используя метод печати живых клеток. Видоизмененный латекс при повышении температуры из-за того, что живые клетки разбухают, начинает скручиваться на концах. Когда появляется влажность, материал расправляется и начинает светиться за счет зеленого белка.
Размеры вентиляционных отверстий варьируются от миниатюрных до сопоставимых с длиной пальца.
С каждым новым тестом ткань не теряла свои свойства. Пройдя сотое испытание, латекс остался не измененным, поэтому ученые убедились не только в уникальных свойствах материала, но и в его стойкости.
Во время испытаний клапаны костюма после пяти минут занятий спортом открылись. Результаты показали, что люди, тренировавшиеся в новых костюмах, оставались более сухими, чем участники в обычной спортивной одежде.
Отмечается, что резкое повышение температуры тела приводит к стягиванию ткани, за счет чего открываются отверстия для вентиляции. Это позволяет снизить температуру тела атлета, защищая от травмоопасных ситуаций.
«Наша работа является примером успешного применения биологии для разработки новых материалов. “Живые” материалы могут быть очень востребованы в будущем», – сообщил автор исследования Сюаньхэ Чжао.
Ученые отметили, что генетически модифицированные бактерии можно «запрограммировать» на выполнение ряда других функций. Например, специалисты могут создать спортивную одежду, которая светится с наступлением темноты, экспериментируя с генами в бактериях.