De meeste dingen die we in het dagelijks leven tegenkomen, zijn extreem statisch of althans niet reagerend in vergelijking met de manier waarop levende dingen werken. Dat geldt voor kleding: je trekt ze aan, ze blijven aan en als je wilt dat ze je veranderen, ritsen los of knopen ongedaan maken.
Maar een nieuwe klasse trainingskleding maakt gebruik van levende bacteriën, die uitzetten wanneer ze worden blootgesteld aan vocht en samentrekken wanneer ze worden uitgedroogd. De kleding is ontwikkeld door een multidisciplinair team van MIT in samenwerking met sportkledingbedrijf New Balance en heeft ventilatieopeningen die automatisch worden geopend wanneer de drager begint te zweten.
De kleding en de technologie die wordt gebruikt om ze te produceren, worden beschreven in een paper gepubliceerd in Science Advances, waarin ook verschillende andere nieuwe technieken worden besproken die mogelijk gebruik van de technologie kunnen uitbreiden, door nieuwe microben te introduceren of ze genetisch te veranderen.
Wen Wang, een bio-ingenieur van het MIT, leidde de biotechnologie en materiaalkunde voor het onderzoek. (Andere medewerkers waren ontwerpers en architecten, ingenieurs en experts uit New Balance.) Wang en haar team verkenden een aantal verschillende toepassingen voordat ze zich op kleding concentreerden. (Een ander artikel van het team beschreef soortgelijke technologie die wordt gebruikt om plat pasta-achtig voedsel in driedimensionale vormen te vouwen wanneer het in warme bouillon wordt ondergedompeld, zoals een zelf samenstellende IKEA flat-pack maaltijd.)
Met textiel ontdekten Wang en haar team dat de optimale constructie een laag latex was, ingesloten door twee dunne lagen bacteriecellen, elk 1 tot 5 micron dik, rond de diameter van een rode bloedcel en 1/15 de breedte van een mens haar. Deze werden tot flappen gevormd en aan de achterkant van een trainingskledingstuk bevestigd. Wanneer de drager zweet, blijven de cellen aan de buitenkant hetzelfde, maar de cellen aan de zijkant die naar het lichaam zijn gericht, absorberen vocht en zetten uit, waardoor de kleppen opengaan.
De bioLogic-groep van het MIT Media Lab, waar Wang en haar medewerkers deel van uitmaken, bouwt dit soort kleding al een paar jaar. Maar Wang voelde dat er ruimte was voor verbetering; aanvankelijk gebruikten ze een bacterie genaamd Bacillus subtilis natto, beter bekend als het hoofdbestanddeel van het kleverige, vezelige, scherpe Japanse voedsel genaamd nattō. Ozgur Sahin, universitair hoofddocent biologische wetenschappen en natuurkunde aan de Columbia University, gebruikt B. subtilis natto in zijn (niet-gerelateerde) onderzoek naar materialen die bacteriën gebruiken vanwege de harde, sterke sporen. Wang nam het aan omdat ze het zag werken en omdat het veilig genoeg is om in voedsel te worden gebruikt. Maar toch denkt ze dat potentiële gebruikers kunnen worden uitgeschakeld door bacteriën in hun kleding te hebben.
"Sommige mensen zijn misschien bang dat de bacteriën mijn huis of mijn kinderen kunnen besmetten, " zegt Wang, hoewel ze de veiligheid van de microbe benadrukt. “Onze huid is geen vacuüm. Als er geen bacteriën op zitten, zullen er slechte bacteriën op zitten. Dus in de toekomst willen we ook microbiome-technologie combineren met ons huidige ontwerp om een microbiome-dragend kledingstuk te maken. "
Het artikel beschrijft ook het gebruik van andere microben, waaronder gist en kleinere cellulaire componenten zoals eiwitten, om vergelijkbare functies uit te voeren die mogelijk niet het stigma van bacteriën dragen. Alle microben, merkt Wang op, bevinden zich in een vegetatieve staat waar ze niet groeien of delen, en dus geen voedsel of voedsel nodig hebben.
Ten slotte introduceerde het team fluorescentie in de bacteriën om te bewijzen dat ze het genetisch konden wijzigen, om potentiële toekomstige toepassingen uit te breiden, waaronder microben die een aangename geur afgeven. "Het zou gemakkelijk zijn om ook andere genetisch gemanipuleerde microben in dit kledingstuk op te nemen, " zegt Wang.
Verwacht niet dat je deze kledingstukken binnenkort in de New Balance-winkel zult zien. Hoewel het team patent heeft aangevraagd voor de technologie, moeten ze de duurzaamheid ervan nog aantonen door middel van wascycli.
“Langetermijnstudies kunnen nodig zijn om erachter te komen wat er mis kan gaan. Ik zie dat niet als een fundamentele uitdaging, maar als je ze eenmaal hebt geïdentificeerd, kun je tijd besteden aan het aanpakken ervan ”, zegt Sahin, die niet bij het onderzoek was betrokken. “Als dit een draagbaar materiaal is, moet het bijvoorbeeld wrijving met de huid kunnen weerstaan. Het moet bestand zijn tegen wassen, misschien de chemicaliën die bijvoorbeeld in wasmiddelen worden gebruikt. Zweet zelf kan effecten hebben die verder gaan dan het openen en sluiten van de ventilatieopeningen.
"Dit soort denken, dat doek kan eigenlijk dynamisch en responsief zijn, en dat antwoord is beter voor zijn functies, is over het algemeen een opwindend aspect van het werk, en het kan potentieel op veel andere gebieden worden toegepast."
