與科幻的美妙邂逅，從“衣”開始

念念

衣從何來？

當(dāng)馬特·達(dá)蒙飾演的美國宇航員在《火星救援》中裹著一條毯子，對(duì)地球發(fā)出那段“我還活著，大驚喜”視頻的時(shí)候，人們看到了在外星球落單人類的窘迫境遇。脫掉有著透明氧氣面罩的宇航服，這位孤膽英雄只能卷起袖管用有限的資源為自己謀求生路。從20世紀(jì)60年代至今，地球人的太空探索旅程一直是科幻電影的主題。在這些電影中，地球人的造型也經(jīng)歷了一場(chǎng)隨時(shí)代變遷而演進(jìn)的幻想之旅。

如果有一天人類真的可以漫游星際，他們會(huì)穿什么樣的衣服出發(fā)？在科幻電影中，造型設(shè)計(jì)師留給了我們?cè)S多線索。

自從喬治·盧卡斯導(dǎo)演在?1977?年推出《星球大戰(zhàn)》系列之后，印有星戰(zhàn)?Logo?的?T?恤無處不在。設(shè)計(jì)師約翰·莫洛為《星球大戰(zhàn)》一手打造的經(jīng)典戰(zhàn)服摘得第50屆奧斯卡最佳服裝設(shè)計(jì)獎(jiǎng)，時(shí)尚和科幻電影的深層合作也由此開始?？苹秒娪胺醋饔糜跁r(shí)尚潮流的案例比比皆是。1968年的法國科幻電影《太空英雄芭芭拉》，劇中大膽的人物造型與前衛(wèi)華麗的視覺效果在影片上映的那個(gè)年代可謂前無古人。這部片子影響深遠(yuǎn)，二十年后，麥當(dāng)娜內(nèi)衣外穿也許就源于此。緊身衣、透視裝、內(nèi)衣外穿等性感元素在當(dāng)代生活中已經(jīng)見怪不怪。

斯坦利·庫布里克導(dǎo)演的《2001：太空漫游》曾給人們留下了太多看不懂的地方，神奇的是這些看不懂在日后都成了經(jīng)典。男人們?cè)谔栈乩镩_會(huì)時(shí)得穿成套毛料西服、太空船空姐的帽子像半顆水煮蛋、宇航服胸口鑲著像公用電話機(jī)的塑膠套子……其蛋形帽子的設(shè)計(jì)來自英國帽匠?Frederick?Fox?，用于防止空姐們?cè)诹阒亓顟B(tài)下變得披頭散發(fā)，這頂帽子日后成了法國著名服裝設(shè)計(jì)師?Courrèges?未來主義風(fēng)格的靈感來源。

《星際迷航》系列包括十二部電影和五部電視劇集，有著從種族設(shè)定、世界觀到語言等完備的全套系統(tǒng)，與《星球大戰(zhàn)》系列相比毫不遜色?！缎请H迷航》系列的艦員制服可謂科幻影視劇史上辨識(shí)度最高的服裝，同時(shí)也是劇組服裝設(shè)計(jì)師的夢(mèng)魘所在。在原初系列中，男艦員們穿著胺綸材質(zhì)的高彩度半高領(lǐng)緊身衣，下身配以黑色修身長(zhǎng)褲，女艦員則一律穿著緊身超短裙。艦員彼此可以從制服顏色上一眼明確對(duì)方的職務(wù)，所以制服顏色意外成了艦員生死所系。穿著紅色制服的艦員因?yàn)閺氖掳踩?、技術(shù)類崗位，死亡率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過擔(dān)任指揮、戰(zhàn)術(shù)類崗位的黃衫艦員。

《異形》系列中宇宙飛船機(jī)組成員的著裝，既不同于《星際迷航》的復(fù)古未來主義，也不像《星球大戰(zhàn)》系列那樣融合人類文明巔峰中的各民族元素，也有別于《2001：太空漫游》呈現(xiàn)的科幻極簡(jiǎn)風(fēng)格。這或許是因?yàn)樵凇懂愋巍废盗兄?，主要角色的設(shè)定是一幫到外星球干“臟活”的勞工，所以其服裝風(fēng)格被形容為“太空卡車司機(jī)”。船員的著裝很統(tǒng)一，基本都是工作服、夾克衫、運(yùn)動(dòng)鞋，為了更具個(gè)人特色，每個(gè)成員都有自己穿工作服的方式，甚至把它們弄得又臟又破，只有管理階層穿得略微整潔一些。在第一部《異形》中，從沉睡中被喚醒的船員都只穿著白色針織內(nèi)衣褲，這是又一個(gè)統(tǒng)一著裝的標(biāo)示。而到了《普羅米修斯》這部異形電影中，凱恩等隊(duì)員的穿著和《火星救援》里的主角有異曲同工之妙?！镀樟_米修斯》中的宇航服帶有一些蒸汽朋克元素，沉重的保護(hù)墊襯暗示著它們被設(shè)計(jì)來執(zhí)行采集礦石的任務(wù)，脫下宇航服，劇中人物的穿著仍舊是實(shí)用至上，是破舊褪色的工作裝。換句話說，這類服裝的設(shè)計(jì)在于告訴人們，穿著他們的地球人是具有專業(yè)技能的技術(shù)人員，無需再為他們做什么奇思妙想的外形包裝，讓他們做自己該做的工作就好。

科技力量讓我們“衣”往無前

現(xiàn)代社會(huì)的衣服風(fēng)格迥異，多姿多彩。隨著科技的發(fā)展，我們對(duì)世界的想象逐步打開，隨著服裝產(chǎn)業(yè)時(shí)尚化程度的不斷深入，人們對(duì)服飾的需求，已不再只講究“實(shí)用”，開始逐步轉(zhuǎn)向服裝的功能化與個(gè)性化。科幻風(fēng)格服裝的內(nèi)在屬性也逐漸被人們所期盼，智能服裝爆發(fā)出誘人的發(fā)展前景，不少科學(xué)專家及服裝企業(yè)也在努力探索，用科技的力量讓科幻智能服裝不再遙遠(yuǎn)。

從終結(jié)者到蜘蛛俠，科幻電影中自我修復(fù)的機(jī)器人和服裝設(shè)備比比皆是。然而，在現(xiàn)實(shí)中，磨損會(huì)降低電子設(shè)備的有效性，直到它們被替換。自我修復(fù)材料的領(lǐng)域正在迅速擴(kuò)大，科幻電影中自我修復(fù)的場(chǎng)景可能很快就會(huì)成為現(xiàn)實(shí)，這要?dú)w功于科學(xué)家們開發(fā)了能夠自我修復(fù)的生態(tài)友好型納米晶體半導(dǎo)體。根據(jù)研究人員發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》上的研究結(jié)果，一組名為雙鈣鈦礦的材料在被電子束輻射損壞后，顯示出自愈特性。鈣鈦礦最早發(fā)現(xiàn)于1839年，在近幾年引起了科學(xué)家們的注意，因?yàn)樗鼈兙哂歇?dú)特的電光特性且生產(chǎn)成本不高，同時(shí)在能量轉(zhuǎn)換方面非常有效。

超級(jí)英雄電影《復(fù)仇者聯(lián)盟3》中鋼鐵俠身穿的逆天戰(zhàn)衣——納米液態(tài)金屬戰(zhàn)衣可以從方舟反應(yīng)爐中析出，覆蓋全身，變成堅(jiān)固的鋼鐵戰(zhàn)衣。電影中的納米液態(tài)金屬不僅可以幻化成各種武器，而且可以嵌入人工智能系統(tǒng)，具有快速反應(yīng)能力。不同于電影中自動(dòng)覆蓋全身形成堅(jiān)固戰(zhàn)甲的納米液態(tài)金屬材料，現(xiàn)實(shí)中的液態(tài)金屬是一類低熔點(diǎn)的合金材料，可以在室溫環(huán)境中保持液體形態(tài)。將液態(tài)金屬與服裝結(jié)合，則可以創(chuàng)造出更加智能的衣服。

來自清華大學(xué)的劉靜教授和張瑩瑩教授的研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合開發(fā)了一種液態(tài)金屬智能服裝的制備方法。利用這種方法可以方便快捷地在棉布上制備出大面積的液態(tài)金屬電路，制備出的電路可以隨服裝被任意折疊和拉伸。基于此制備方法，研究人員設(shè)計(jì)出具有人機(jī)交互、無線供電、柔性顯示以及人體熱管理等多種功能的智能服裝系統(tǒng)。

制造服裝的傳統(tǒng)布料往往由纖維編織而成，具有粗糙的表面形貌。前期的研究發(fā)現(xiàn)這種粗糙的界面使得液態(tài)金屬難以附著其表面。因此，研究人員使用絲網(wǎng)印刷方法首先在棉布表面覆蓋一層聚乙酸乙烯酯（PVAC）膠膜，膠膜滲透進(jìn)布料纖維之間的空隙，并在布料表面形成光滑平整的界面，而且這層膠膜對(duì)液態(tài)金屬具有極好的粘附性，可以將液態(tài)金屬牢固地粘附在其表面。此外，在該項(xiàng)研究中研究人員使用了摻雜金屬銅微顆粒的半液態(tài)金屬漿料（Cu-EGaIn）代替液態(tài)金屬鎵銦合金，這種漿料相比液態(tài)金屬鎵銦合金具有更高的導(dǎo)電性，其較高的塑形能力也使得服裝電路結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，使用滾輪涂布的方法即可快速黏附到PVAC膠膜上。

最后，為提高液態(tài)金屬服裝電路的穩(wěn)定性和防水能力，研究人員將Ecoflex膠膜覆蓋在液態(tài)金屬電路表面，完成電路封裝。這種液態(tài)金屬智能服裝的制備方法操作簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜昂貴的制備設(shè)備，與剛性電子器件結(jié)合可以制造出多功能、大面積的可穿戴柔性電子設(shè)備，為開發(fā)個(gè)性化定制智能服裝提供了新的解決途徑。具備穿在身上即可測(cè)量心率等高功能的“智能服裝”也正在快速發(fā)展。

冰火兩重天，看科學(xué)家們?nèi)绾纬鲋\劃策

今年夏日格外炎熱，超過30℃的高溫持續(xù)籠罩著全國許多城市。在這樣的天氣下，出門實(shí)在痛苦。尤其是衣服黏在流過汗的身體上，那種感覺實(shí)在是讓人難受。有些男性索性脫掉上衣，在家還好，要是在外面當(dāng)“膀爺”，不僅不雅，直接被陽光照射反而更熱。在科幻電影里，有一種神奇的衣服。在夏天穿上它，不僅不熱，反而會(huì)更涼快。這種事聽起來有些不可思議，很多人覺得它真的只是科幻作品，但我國科學(xué)家已經(jīng)造出這種神奇的衣服，并將研究成果發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上，展示了即將到來的未來生活。當(dāng)你穿上這件衣服，人體表面的溫度將會(huì)下降5℃，可以讓你更舒適地度過炎熱的夏天。

取得這項(xiàng)成果的，是華中科技大學(xué)陶光明團(tuán)隊(duì)、浙江大學(xué)馬耀光教授團(tuán)隊(duì)，以及中國紡織科學(xué)研究院陶光明智能織物工作室等多家科研和產(chǎn)業(yè)單位。他們從自然界中受到啟發(fā)，實(shí)現(xiàn)了這個(gè)“幻想”。

給他們啟發(fā)的，是一種昆蟲——撒哈拉銀蟻。顧名思義，這是一種生活在撒哈拉沙漠的螞蟻。只要聽到撒哈拉這三個(gè)字，相信很多人就已經(jīng)感受到熱了。在中午陽光最強(qiáng)烈的時(shí)候，撒哈拉的地表甚至可以超過70℃，足以將人燙傷。然而，在這樣恐怖的環(huán)境下，體長(zhǎng)僅十毫米左右的撒哈拉銀蟻竟然能頂著烈日在沙漠中覓食，絲毫不受到影響。

撒哈拉銀蟻之所以能夠在這樣的酷暑之下生存，在于它有著獨(dú)特的降溫系統(tǒng)，其秘密就在于覆蓋在身體頂部和側(cè)部的毛發(fā)。和人類的毛發(fā)不同，它們的毛發(fā)橫截面竟然是三角形的，這可以讓它們有效地反射來自不同入射角度的各種可見光和近紅外光，尤其是當(dāng)入射角約為30°時(shí)，毛發(fā)幾乎可以反射掉所有的入射光。陽光照射導(dǎo)致升溫的原理就是熱輻射的導(dǎo)熱機(jī)制，其能量傳播的媒介就是光子。所以，盡可能地反射光子，就是降溫的重要手段，撒哈拉銀蟻就是在這樣的機(jī)制下生存下來的。

美國的一項(xiàng)研究表明，在同樣的環(huán)境下，如果給一只撒哈拉銀蟻剃了毛，其體溫將會(huì)升高5—10℃。所以，我國的科學(xué)家們希望能夠借助這些小螞蟻的降溫機(jī)制，打造出一款幫助人們?cè)谙奶旖馐畹囊路?/p>

為了更加明顯地進(jìn)行對(duì)比，研究團(tuán)隊(duì)制作了一件特殊的背心，一側(cè)是棉質(zhì)的，另一側(cè)是超材料織物，受試者坐在太陽下進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明，覆蓋超材料織物的人體表面溫度非常明顯地降低了5℃左右。他們還在模擬汽車上做了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果不出意料，覆蓋超材料織物的汽車模型內(nèi)溫度也要更低一點(diǎn)。

這些理論說起來簡(jiǎn)單，研究過程中卻有諸多不易。從纖維到編制，都會(huì)遇到各種挑戰(zhàn)。尤其在2020年，又遇到了疫情，更是讓研究一度陷入停滯。不過，這樣的研究十分值得。未來，我們或?qū)⒊蔀樵撗芯康氖芤嬲?，在夏天的戶外不再那么痛苦。尤其是?duì)于疫情過程中的醫(yī)護(hù)工作者來說，這種服裝材料尤其寶貴。除了他們，還有很多類似需要穿工裝的人員，如環(huán)衛(wèi)工作者、快遞員、運(yùn)動(dòng)員等，都會(huì)非常渴望這樣的智能降溫服裝投入使用。相信，這成為現(xiàn)實(shí)已經(jīng)不遠(yuǎn)了。

與之相反，有一件衣服，不僅美觀大方，還能自動(dòng)加熱！這并不是科幻電影里才有的黑科技，它已經(jīng)在我們身邊出現(xiàn)。在中國北京舉行的2022年第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)上，在零下二三十?dāng)z氏度的天氣里運(yùn)動(dòng)員如何保持體溫？如何戰(zhàn)勝冰雪的寒冷，取得更好的成績(jī)？

為此，科學(xué)家設(shè)計(jì)出了一種新型服裝——智能加熱服！智能加熱服是在低溫環(huán)境下通過“主動(dòng)加熱”的方式，為人體提供熱量的服裝。從外觀上看，它們和普通的衣服沒什么不同，但是內(nèi)部卻大有文章。它們可以感知人體溫度的變化，一旦體溫過低，就會(huì)自動(dòng)開啟加熱功能。智能加熱服的應(yīng)用主要是三個(gè)方面：其一是軍隊(duì)，軍隊(duì)經(jīng)常在野外環(huán)境訓(xùn)練，尤其是極寒環(huán)境，智能加熱服能減少士兵的體力消耗；其二是工作在極寒環(huán)境里的人們，包括各種野外工作者、專業(yè)寒冷項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員，他們?cè)跇O寒環(huán)境中工作、訓(xùn)練和比賽，如果能夠保持適合的體溫，不僅能提高工作效率，也有助于提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)；第三個(gè)方面是醫(yī)療保健，有些老人、兒童和生病的人群，由于身體虛弱或者病情需求，也需要穿這種智能加熱服。

智能加熱服的設(shè)計(jì)需要選擇合適的電熱材料，這種材料在通電的時(shí)候，可以把電能轉(zhuǎn)化成熱能。有了這種材料作為核心，再匹配上電源、測(cè)溫和控溫系統(tǒng)就行了?，F(xiàn)在智能加熱服一般用的都是碳納米管或者石墨烯材料，它們可以跟服裝的面料很好地結(jié)合。有些直接織成紗線，有些則噴涂在面料上，形成一層薄薄的膜。

科研人員通過調(diào)整加熱部位、設(shè)置加熱強(qiáng)度等方法，提高加熱服的穿著舒適度。同時(shí)，將加熱片放在合適的區(qū)域，可以解決人體不同的部位對(duì)熱量需求不一樣的問題。智能加熱服可以感知環(huán)境溫度，自動(dòng)啟動(dòng)、關(guān)閉加熱功能，并通過學(xué)習(xí)，記住每個(gè)人的體溫變化和最適溫度，按照人們的習(xí)慣進(jìn)行加熱。智能加熱服裝使用體積小、電壓低（遠(yuǎn)低于安全用電的電壓）的充電寶作為能源，小巧且安全。體表溫度如果大于等于42℃，持續(xù)六個(gè)小時(shí)以上就會(huì)產(chǎn)生低溫燙傷①。于是，研究人員以42℃為限，通過測(cè)溫元件和控溫元件，將智能加熱服的溫度嚴(yán)格控制在42℃以下。既而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加熱又保護(hù)人體安全。

在《沙丘》的科幻世界里，蒸餾服是飽受沙漠中極端天氣和惡劣氣候考驗(yàn)的費(fèi)雷曼人為了生存研制出的一種特殊裝備，這種頂級(jí)的全封閉式求生套裝，可以循環(huán)回收人體流失的水分。蒸餾服會(huì)捕捉所有水分并轉(zhuǎn)化成飲用水，有了蒸餾服，即便在酷熱的沙漠里長(zhǎng)時(shí)間行走，也只會(huì)流失極少的水分，除此之外，這套服裝還配備了溫度調(diào)節(jié)器，能根據(jù)體外濕度的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)體內(nèi)溫度，從而成為沙漠中不可或缺的生存裝備。這些科幻“衣”術(shù)給我們的科技與生活帶來了更多的思考和啟發(fā)。

未來，隨著科技的高速發(fā)展，科幻世界中時(shí)尚而神奇的服裝將在我們的生活中成為現(xiàn)實(shí)。服裝不僅時(shí)尚新穎，還能實(shí)現(xiàn)修復(fù)愈合、電子傳感、溫度調(diào)節(jié)等功能效果。到那個(gè)時(shí)候，“衣”又將如何定義呢？

【責(zé)任編輯?：竹?子】

①?低溫燙傷：指身體長(zhǎng)時(shí)間接觸高于體溫的低溫物質(zhì)而導(dǎo)致的燙傷。大家理解的燙傷一般指高溫燙傷，而因長(zhǎng)時(shí)間使用熱水袋之類的取暖用品所導(dǎo)致的燙傷則屬于低溫燙傷。