为什么在这种织物中采用活细胞呢？研究人员说敏感的活细胞能直接感知湿度并作出响应，不需要其他手段。而这些微生物细胞经证明也是接触安全的。

　　他们设计的一套长跑服用乳胶制成，生物组件（就是带细胞衬里的活瓣）整合其中。各瓣的大小及打开程度是根据先前测得的身体热量和汗水分布图设置的。科学家解释，“热量和汗水的分布其实并不一样，我们参考热量图，在更多热量的部位采用大一点的瓣；同时也参考汗水图，有些部位（如脊椎下方），汗水多，但没太多热量，瓣就小一些。”

　　活瓣的下方有支撑框架，衬里层的细胞不接触穿戴者的皮肤，但又能感觉皮肤表面空气湿度的变化。在试验中，受试者穿上这套透气健身服在器械上跑步、骑自行车，研究人员则借助其背部的传感器实时监测温度和湿度。另一人穿着普通跑步服，作为对比。

　　锻炼5分钟后，正是受试者报告感到发热出汗的时候，透气健身服的小活瓣翘起了。而发现传感器读数显示，这样有效地降低皮肤温度，避免身体出汗。试穿者说“感觉就像背上装着空调。”

　　生物学家在自然界中观察到不少变形细胞，从松树球果到微生物细胞，甚至是一些特定蛋白质，它们会在湿度变化时改变结构或体积。麻省理工团队探索天然酵母、细菌和其他微生物细胞的形状改变机制，看能否用作构建吸湿性织物的砌块。研究科学家王文说，“这些细胞很强，附着在涂层上能引起其弯曲。”

　　首先试用的是大肠杆菌，它被发现会响应湿度的变化而胀缩。科学家还通过基因工程让这些细胞表达绿色荧光蛋白，让细胞在潮湿情况下会发光。

　　改造后的细胞打印到天然乳胶片的粗糙表面，形成双层结构，暴露在潮湿环境中。当它在热板上干燥时，细胞收缩，使乳胶片向上卷曲；再暴露在湿气中，细胞开始膨胀（并发光），乳胶片重新摊平。经历100次这样的干湿循环后，细胞层或乳胶片整体性能都没有显著退化。

　　该团队包括14名研究人员，主攻机械、化学工程、建筑、生物工程、服装设计等，他们还制作了一双透气跑步鞋原型。鞋底处缝合多个向下弯曲、带细胞衬里层的皮瓣。同样根据脚的热量和汗水图设计皮瓣的大小和位置。王文说：“开始我们把皮瓣放置在鞋面，但发现通常是脚底出汗多，甚至导致像疣这类的疾病。我们想看看能否保持脚的干燥，避免这些疾病。”

　　十分重要的是，借助基因工程的新工具，科学家能迅速、大量地准备表达多种功能的活细胞。上面提到潮湿环境中发光的细胞就是一例，“这样能让人知道你在黑暗中的位置。未来，如果通过基因工程引入气味释放功能，也许你在健身房里，衣衫能释放出好闻的气味。”

　　设计的细节发表在《科学进展》。团队正寻求与服装企业的合作，采用商业化设计，并探索其他用途，如响应湿度的窗帘、灯罩和床单。

　　“这项工作是利用生物动力设计新材料和新设备实现新功能的例子。”论文作者之一的机械工程系赵宣赫副教授说。“我们相信‘活的’材料和设备是个新领域，将在工程和生物系统接口方面找到重要应用。”凌启渝　　

　　（图/Hannah Cohen）