麻省理工学院（MIT）的一组研究人员开发了一种“透气”训练服，其通风口可根据运动员的体热和汗水而打开和关闭。 阀门衬有活的微生物细胞，这些微生物细胞会随着湿度的变化而收缩和膨胀。 细胞像微型传感器和执行器一样起作用：当运动员开始出汗时，它们使襟翼打开，而当身体冷却后，它们使襟翼关闭。 除了这套衣服外，科学家还开发了带有类似蜂窝状阀内层的运动鞋，以释放空气和湿气。
为什么要在敏感组织中使用细胞？ 研究人员认为，对水分敏感的细胞不需要其他元素即可感知和响应水分。 还已经证明，使用微生物细胞与皮肤接触是安全的。 而且，借助当今可用的基因工程工具，您可以非常快速地准备大量细胞，以便它们除了对湿度产生反应外还可以发挥多种功能。
为了证明这种能力，研究人员开发了对湿度敏感的细胞，它们不仅可以打开风口，还可以根据湿度的变化而发光。 研究人员使用遗传学方法增加了荧光，在黑暗中，人们在慢跑时的轮廓会很明显。...将来，科学家将能够将细胞的功能与除味功能结合起来：参观健身房后，运动员的衬衫或T恤会闻起来很甜。
在自然界中，生物学家已经观察到生物及其结构元素，从鳞片到微生物细胞甚至特定的蛋白质，都可以响应湿度的变化而改变其结构或体积。 麻省理工学院的研究小组假设，天然形式的传感器，例如酵母，细菌和其他微生物细胞，可以用作制造对水分敏感的组织的基础。
这些电池是如此坚固，以至于它们可以弯曲其上所施加的基底。 首先，研究人员研究了最常见的非致病性大肠杆菌（E. coli），发现该菌株会因湿度变化而膨胀和收缩。 他们还设计了能表达绿色荧光蛋白的细胞，使细胞在感觉到水分变化时发光。
该小组使用细胞印刷方法，将平行的大肠杆菌细胞株涂在乳胶板上，在高湿度条件下在组织中打孔。 当在电炉上干燥时，细胞收缩，使乳胶的上层旋转，细胞发光并在水蒸气作用下膨胀，使乳胶对齐。 根据科学家的说法，经过一百次这样的循环，带有细胞和整个组织的层几乎没有磨损。
在服装开发中，研究人员与生物材料合作，设计了一种将蜂窝式乳胶阀缝在衣服背面的跑步服。 他们根据人体上沉积有热量和汗水区域的图像，确定每个襟翼的大小以及其张开程度。
研究团队关注的事实是，并非身体的所有部分都以相同的方式产生热量和汗水。 因此，例如，在脊柱下部会产生大量汗水，但不会产生大量热量。 科学家使用这些“卡片”重新设计了衣服：在身体产生更多热量的地方，皮瓣增加了。
每个乳胶瓣下面的支撑框架可防止组织的内层直接与皮肤接触，但是同时，细胞能够感知并响应位于皮肤正上方的空气湿度的变化。 在测试跑步服的试验中，参与者穿上衣服并在跑步机和自行车上进行练习。 研究人员使用背部的小型传感器监测测试对象的温度和湿度。
经过五分钟的运动后，正当实验的参与者报告汗水释放并发出温暖的感觉时，防护服的襟翼才开始打开。 传感器显示，减震器有效地去除了汗水并降低了体温，这与带有无功能阀的类似跑步服不同。
麻省理工学院的科学家还将对湿气敏感的织物整合到了粗制的原型鞋中。 在脚接触鞋底的地方，研究人员缝了几个弯下来的气门。 单元格层面向跑步者的腿，但不触碰它。 在开发运动鞋时，他们还专注于脚的热量和汗水卡以及标准尺寸的网格。
与运动服一样，随着研究人员增加室内湿度，跑鞋上的襟翼打开并被照亮。 在干燥条件下，发光停止，襟翼关闭。
研究人员打算与运动服公司合作，将其项目商业化。 一组科学家正在探索技术应用的其他领域，包括防水窗帘，灯罩和板材。 此外，他们有兴趣重新考虑商品包装。 第二层皮肤的概念可以为软包装赋予新的生命。
doi：
10.1126 / sciadv.1601984