作者：蔡東霖
一塊平滑透光的絲綢，居然無由來的浮出一個人臉？或是文字？是的，這不是杜到貴 、也不是有阿飄、更不是Halloween的片妹妹故事，而是真的可能發生。智慧型紡織品這幾年很夯，也成為傳統紡織的新型挑戰，來看看一群生物醫學工程學者，最近搞出了什麼新玩意。
波士頓五大名校之一的 Tufts University，有一群研究人員在今年（2019）十月於 Proceedings of National Academy of Sciences of the U.S.A 期刊上刊登了一篇名為「Controlling silk fibroin conformation for dynamic, responsive, multifunctional, micropatterned surfaces」的文章。
我們在文章中發現，看似研究人員已經開發出採用新材料，使布這類東西的表面，可以浮現臨時具有詳細細節的圖案：圖案包括文字、紋理和圖像（如QR碼或指紋）。這布類似絲綢材料，而圖案需要大約一秒鐘的時間形成並且穩定，而且可以透過使用蒸氣來消除絲綢表面的圖案。基本原理間單說，他們利用絲蛋白（fibroin）的天然特性，來回應外部條件（例如，暴露於水蒸氣、甲醇蒸氣和紫外線輻射）而發生構型變化。例如，水和甲醇蒸氣會滲透到纖維中，並干擾絲蛋白中的氫鍵交聯，導致其部分“解開”（unravel）並釋放纖維中的張力。這可以控制絲表面是呈平滑狀態或皺褶狀態。
利用這一特性，研究人員使該皺紋表面的任何部分暴露於水或甲醇蒸氣中會使纖維鬆弛，並使皺紋變平滑。超過80％的光會透射過光滑的表面，而只有20％或更少的光穿透過起皺的表面，從而產生可見的對比度和對印刷圖案的感覺。如果更進一步，使用帶圖案的模具/遮罩，讓絲表面選擇性地暴露於蒸氣中，進而在帶紋理的絲綢中形成需要的圖案。或者，還可以透過使用噴墨印刷技術噴水來創建圖案。
還有，研究人員想出，使用紫外線（UV）創造虛擬的遮罩。因為絲表面若暴露於紫外線中，被紫外線照到的部分會降低對水或甲醇的滲透性，然而在使用蒸汽處理時仍可保持皺紋；而沒有暴露於紫外線的部分則吸收蒸汽並變平。所以，可以利用紫外線來創建圖案。
這項研究還有提到如何使用電加熱元件，使絲綢在起皺狀態和無起皺狀態之間轉換來隨意打開和關閉圖案。下圖的左邊顯示，在電加熱元件上施加電壓平滑絲表面，所以看不到任何圖案；右邊顯示切斷電壓後，使材料冷卻並出現高分辨率的皺紋圖案。
如果，進一步使用添加劑，甚至可以使圖案化的絲能夠吸收或發射不同波長的光和能量，或者僅顯示特定角度的圖案。
很厲害吧！
