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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，當衣服被汗水浸濕時，衣服會改變色調；或者當一氧化碳進入房間時，房間中的掛毯會改變顏色。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備來監(jiān)控心率、血糖等數據。如今，塔夫茨大學（Tufts University）絲織物試驗室的研究人員說，他們研發(fā)的新型絲綢墨水可以對人體內或周圍環(huán)境中的化學物質反應并且量化。試驗室的生物醫(yī)學工程師、該新技術論文的資深作者Fiorenzo Omenetto說，絲綢具有“像生物材料保護繭一樣的功能”，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《先進材料》網絡版的研究中，他們用海藻酸鈉增加油墨的濃稠度，使其可用于絲網印刷，然后再添加各種反應性物質。Omenetto說，有了這種新墨水，他們現在可以“輕松地大面積印刷大量反應性元素”。

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該團隊通過將粗纖維分解成蛋白質來制成絲綢油墨。首先，研究人員將分解出的蛋白質懸浮在水中，接著，他們將反應性分子（例如pH指示劑和乳酸氧化酶）混合，并分析了當暴露于變化的環(huán)境中時，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，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成像分析來進行連續(xù)監(jiān)控顏色變化并創(chuàng)建了數據庫。

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

并未參與這項研究的夏威夷大學馬諾阿分校（University of Hawaii at Manoa）的機械工程師Tyler Ray指出，當今的大多數可穿戴式顯示器都是剛性的、有線的并且體積較大。他說，這項新的墨水技術“有可能將商用可穿戴設備從娛樂性的新穎設備轉變?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。”但是，“任何比色法所面臨的一大挑戰(zhàn)就是各種環(huán)境條件，例如亮度或所用相機對其精確性的影響?！蔽磥淼难芯啃枰鉀Q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

引進來源：科學美國人

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


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