把科技穿在身上，既有溫度也有風(fēng)度

在剛剛過(guò)去的春節假期，受寒潮天氣影響，全國部分地區氣溫大幅下降，處于“速凍”模式中。

來(lái)自中央氣象臺的信息，節日期間，我國東北、華北部分地區，氣溫創(chuàng )今冬新低，黑龍江省漠河市最低溫度甚至跌至零下53攝氏度。

為了防寒，連不少“要風(fēng)度、不要溫度”的年輕人，都穿上了厚實(shí)的外套。

不過(guò)，想御寒保暖，不必非要把自己裹成“粽子”。如今，用在冬衣上的“黑科技”能夠幫助人們“既有風(fēng)度、也有溫度”。

“人體熱量的散失是由于熱傳遞造成的，熱傳遞有3種基本方式：傳導、對流和輻射?！碧旖蚬I(yè)大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院高級工程師、博士生導師夏兆鵬在接受科技日報記者采訪(fǎng)時(shí)介紹道，為了達到保溫效果，在設計上冬季防寒衣物要盡一切可能減少熱量經(jīng)由這3種途徑流失，冬季保暖材料及保暖服裝也都是圍繞著(zhù)這一原理進(jìn)行研發(fā)和設計的。

仿造鵝絨：

即使被浸濕也能實(shí)現保暖效果

“冬天人體與外部低溫環(huán)境間存在巨大溫差，這就造成熱傳導，即熱量會(huì )從溫度高的地方傳導到溫度低的地方。如果在衣服中加入低導熱系數的高蓬松保暖填充物，就可以阻止熱傳導，進(jìn)而減少人體熱量散失，達到保暖的目的?！毕恼座i介紹道，這類(lèi)保暖填充物主要起阻隔熱傳導的作用，目前比較常見(jiàn)的天然材料有棉、毛、羽絨等，比較常見(jiàn)的化學(xué)纖維材料有中空滌綸、噴膠棉等。

與傳統保暖填充材料相比，近年來(lái)出現了一些新型保暖填充材料，其中具有代表性的就是仿鵝絨結構高保暖絮片。這種填充材料不僅保暖性強、輕便，而且在潮濕的環(huán)境下依舊可以持續保暖。在2022年北京冬季奧運會(huì )上，中國運動(dòng)員的防寒服中就用這種仿鵝絨結構高保暖絮片作為填充材料，其在完全浸濕的條件下仍然能夠達到98%的保暖率。

“仿鵝絨結構高保暖絮片的主要成分是與鵝絨纖維直徑長(cháng)度相差不大的仿造鵝絨，同時(shí)混入遠紅外滌綸和熱熔滌綸?！毕恼座i解釋?zhuān)渲蟹略禊Z絨以中空滌綸和Y形滌綸為主體，這兩種滌綸可以最大限度地儲存靜止空氣，而靜止空氣可以較好地保存熱量。此外，即使是在被水浸濕的情況下，中空滌綸和Y形滌綸依然可以?xún)Υ嬉欢ǖ撵o止空氣。

仿鵝絨結構高保暖絮片能夠克服天然鵝絨顯臃腫、有異味、易跑絨和價(jià)格高等缺點(diǎn)，同時(shí)具有超輕、超薄、濕態(tài)保暖、高蓬松度等特點(diǎn)，而且洗滌后回彈性好、不縮水、保暖率不降低。

碳納米管加熱膜：

通電即發(fā)熱，溫度可調控

采用加熱材料制作的電熱服是國內外研究最多的冬季服裝之一。

“常見(jiàn)的加熱材料有鎳鉻加熱絲、復合加熱絲、碳纖維加熱絲、碳納米管加熱膜等，這些材料被內置于衣服中制成電熱服，當電熱服連上充電設備后，電流經(jīng)過(guò)衣服內部的加熱材料就會(huì )產(chǎn)生熱量，仿佛把電熱毯披在身上?！毕恼座i介紹，除此之外，該類(lèi)衣服還內置了傳感器，通過(guò)藍牙即可實(shí)現對衣服的智能控溫，用戶(hù)只需要下載一個(gè)App，就可以用手機隨時(shí)調整衣服的溫度。

其中，碳納米管加熱膜作為控溫加熱系統中的重要元件，具有非常好的應用前景?！疤技{米管加熱膜可以反復水洗，耐彎折次數達到10萬(wàn)次以上，而且薄膜厚度約為幾十微米，具有非常好的柔性，發(fā)熱效率大于65%?！毕恼座i補充道。

除此之外，價(jià)格相對便宜的金屬絲線(xiàn)性加熱元件，如鎳鉻加熱絲、復合加熱絲等，也是加熱“能手”。

“金屬絲類(lèi)材料具有高導電性、良好的電加熱性能，且具有傳感、電磁屏蔽等性能。以復合加熱絲為例，其是在金屬絲中添加了鉬，既減少了金屬的氧化，同時(shí)還可以提高金屬電加熱元件的耐用性?！毕恼座i介紹道，將含有鉬的金屬絲，通過(guò)冷拉伸工藝變成微米級金屬微絲，使其由金屬絲轉變?yōu)槔w維。該纖維可以與聚酯紗線(xiàn)混紡制備成紗線(xiàn)，用其制作出的織物具有導電性。

相較普通導電織物，這種導電織物的柔性及舒適性都有所提升?！捌淙嵝约靶螒B(tài)與傳統纖維及紗線(xiàn)十分接近，舒適性也得到提升?！毕恼座i表示，不過(guò)，這類(lèi)制衣材料仍然存在不耐長(cháng)時(shí)間水洗、比較重等缺點(diǎn)。

人體紅外反射材料：

人體熱輻射反射率可達60%

紅外熱輻射是人體熱量損失的另一種形式，傳統紡織品的紅外輻射率高、熱量損失快，有研究指出棉花不可避免地會(huì )以中紅外形式輻射出人體50%以上的熱量。而人體紅外反射材料則可以通過(guò)將人體發(fā)出的紅外波反射回人體的方式減少紅外熱輻射損失，以達到保暖的效果。

“人體紅外反射材料多數由金屬顆粒構成，這些顆粒以一種微結構形式存在，將此材料附在織物上，便形成了紅外波反射層。該反射層可以把人體輻射的大部分紅外波都反射回來(lái)，從而達到保溫效果?！毕恼座i補充道。

“人體紅外反射材料通常被用來(lái)制作冬裝外衣的內襯，一般其人體熱輻射反射率可以達到60%，提高服裝防寒保暖效果比較明顯?！毕恼座i表示，不過(guò)，如果長(cháng)時(shí)間處在超低溫環(huán)境下，由于人體輻射的熱量有限，因此該材料或無(wú)法達到理想的保暖效果。

聚四氟乙烯微孔膜：

低溫環(huán)境下既透氣又防水

冬季戶(hù)外可能會(huì )出現下雨、降雪、霜凍等天氣，通過(guò)高密防水層阻擋雨、雪、霜的侵入，可避免因衣物內層保暖材料被浸濕而導致保暖系數降低、保暖效率下降甚至失效。

“防水材料是在高密織物外面附上一層聚四氟乙烯微孔膜、水性聚氨酯膜或者聚氨酯膜?！毕恼座i解釋道，聚四氟乙烯微孔膜每平方厘米有十多億個(gè)孔，在低溫環(huán)境下，這些孔洞的開(kāi)孔率可以達到80%。該孔的直徑比水蒸氣分子的直徑大700倍，因此人體產(chǎn)生的汗蒸汽可以從中通過(guò)，從而保持衣服的透氣性。聚四氟乙烯微孔膜上孔的直徑比一般水的直徑小很多倍，因此外面的液態(tài)水無(wú)法通過(guò)，從而達到了防水的目的。(科技日報 記者 陳 曦)