剛剛過去的春節(jié)假期，受寒潮天氣影響，全國(guó)部分地區(qū)氣溫驟降，處于“速凍”模式。

來自中央氣象臺(tái)的信息顯示，節(jié)日期間，東北、華北部分地區(qū)氣溫創(chuàng)今冬新低，黑龍江省漠河市最低氣溫甚至跌至零下53攝氏度。

為了御寒，甚至很多想要風(fēng)度，不想要溫度的年輕人也穿上了厚外套。

但是，如果你想御寒保暖，也不一定要把自己包在粽子里。現(xiàn)在冬裝用的“黑科技”，可以幫助人們“既有風(fēng)度又有溫度”。

“人體熱量的流失是由熱傳遞引起的。熱傳遞有三種基本方式:傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。”天津工業(yè)大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院高級(jí)工程師、博士生導(dǎo)師夏在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，為了達(dá)到保暖效果，冬季防寒服的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能通過這三種途徑減少熱量損失，冬季保暖材料和保暖服也是圍繞這一原則進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)的。

仿鵝絨:

即使?jié)裢噶耍材鼙Ｅ?/p>

“在冬天，人體與外界低溫環(huán)境存在巨大的溫差，這就造成了熱傳導(dǎo)，即熱量會(huì)從高溫的地方傳導(dǎo)到低溫的地方。如果在衣服中加入高蓬松、低導(dǎo)熱的導(dǎo)熱填料，可以阻止熱傳導(dǎo)，從而減少人體的熱量損失，達(dá)到保暖的目的。”夏說，這種導(dǎo)熱填料主要起到阻擋熱傳導(dǎo)的作用。目前比較常見的天然材料有棉、毛、羽絨，比較常見的化纖材料有中空滌綸、噴膠棉。

與傳統(tǒng)的保暖填充材料相比，近年來出現(xiàn)了一些新型的保暖填充材料，其中具有代表性的是仿鵝絨結(jié)構(gòu)的高保暖絮片。這種填充材料不僅保暖輕便，而且在潮濕的環(huán)境下也能持續(xù)保暖。在2022年北京冬季奧運(yùn)會(huì)上，中國(guó)運(yùn)動(dòng)員在冬裝中使用了這種類似鵝絨的高保暖絮片作為填充材料，在完全浸濕的情況下，其保暖率仍可達(dá)到98%。

“仿鵝絨結(jié)構(gòu)的高保暖絮片，主要成分是仿鵝絨，與鵝絨纖維直徑、長(zhǎng)度相差不大，混有遠(yuǎn)紅外滌綸和熱熔滌綸。”夏解釋說，仿鵝絨主要采用中空滌綸和Y型滌綸，可以最大限度的儲(chǔ)存靜止空氣，靜止空氣可以更好的儲(chǔ)存熱量。此外，中空聚酯和Y型聚酯即使浸泡在水中，仍然可以儲(chǔ)存一些靜態(tài)空氣。

高保溫結(jié)構(gòu)的仿鵝絨絮，可以克服天然鵝絨臃腫、發(fā)臭、易跑絨、價(jià)格高等缺點(diǎn)。同時(shí)具有超輕、超薄、濕保溫、高膨松的特點(diǎn)，洗后回彈性好，不縮水，不降低保溫率。

碳納米管加熱膜；

通電后會(huì)發(fā)熱，溫度可以調(diào)節(jié)。

由發(fā)熱材料制成的電熱服是國(guó)內(nèi)外研究最多的冬裝之一。

“常見的發(fā)熱材料有鎳鉻發(fā)熱絲、復(fù)合發(fā)熱絲、碳纖維發(fā)熱絲、碳納米管發(fā)熱膜等。將這些材料嵌入衣服中，制成電熱服。當(dāng)電熱衣服連接充電設(shè)備時(shí)，電流通過衣服內(nèi)部的發(fā)熱材料。它會(huì)產(chǎn)生熱量，就好像給身體披上了電熱毯。”夏介紹，此外，這種衣服還內(nèi)置了傳感器，可以通過藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)對(duì)衣服的智能控溫。用戶只需要下載一個(gè)App，用手機(jī)就可以隨時(shí)調(diào)節(jié)衣服的溫度。

其中，碳納米管加熱膜作為溫控加熱系統(tǒng)中的重要部件，具有非常好的應(yīng)用前景。“碳納米管發(fā)熱膜可以反復(fù)水洗，抗彎度可以達(dá)到10萬(wàn)次以上。而且膜厚在幾十微米左右，柔韌性非常好，加熱效率大于65%。”夏接著說道。

此外，價(jià)格相對(duì)較低的線狀發(fā)熱元件，如鎳鉻電熱絲、復(fù)合電熱絲等，也是發(fā)熱方面的“專家”。

“金屬絲材料導(dǎo)電性高，電熱性能好，具有傳感和電磁屏蔽性能。以復(fù)合電熱絲為例，它在金屬絲中加入了鉬，既減少了金屬的氧化，又提高了金屬電熱元件的耐用性。”夏介紹，含鉬的金屬絲通過冷拉工藝轉(zhuǎn)化為微米級(jí)的金屬微絲，由金屬絲轉(zhuǎn)化為纖維。該纖維可與聚酯紗線混紡制成紗線，由其制成的織物具有導(dǎo)電性。

與普通導(dǎo)電布相比，這種導(dǎo)電布的柔韌性和舒適性都得到了提高。“它的彈性和形狀非常接近傳統(tǒng)的纖維和紗線，舒適性也有所提高。”夏說，然而，這種服裝材料仍然有一些缺點(diǎn)，如不能長(zhǎng)時(shí)間洗滌和沉重。

人體用紅外反射材料:

人體熱輻射反射率可達(dá)60%

紅外輻射是人體熱量損失的另一種形式。傳統(tǒng)紡織品紅外輻射率高，散熱快。有研究指出，棉花必然會(huì)以中紅外的形式輻射人體50%以上的熱量。人體紅外反射材料通過將人體發(fā)出的紅外波反射回人體，減少紅外熱輻射的損失，從而達(dá)到保暖的效果。

“人體紅外反射材料大多由金屬顆粒組成，以微結(jié)構(gòu)形式存在。當(dāng)這種材料附著在織物上時(shí)，就形成了紅外波反射層。反射層可以將人體輻射的大部分紅外波反射回來，從而達(dá)到保溫的效果。”夏接著說道。

“人體紅外反射材料通常用于制作冬季大衣的內(nèi)襯。一般對(duì)人體熱輻射的反射率能達(dá)到60%，對(duì)改善服裝的冷暖更明顯。”夏說，然而，如果長(zhǎng)期處于超低溫環(huán)境中，由于人體輻射的熱量有限，這種材料可能無(wú)法達(dá)到理想的保暖效果。

PTFE微孔膜；

低溫環(huán)境下透氣防水。

冬季室外可能出現(xiàn)降雨、降雪、霜凍等天氣。高密度防水層可以防止雨雪霜凍的侵襲，可以避免隔熱材料浸泡在衣服內(nèi)層而導(dǎo)致隔熱系數(shù)、隔熱效率降低甚至失效。

防水材料是附著在高密度織物外面的一層聚四氟乙烯微孔膜、水性聚氨酯膜或聚氨酯膜。夏解釋說，聚四氟乙烯微孔膜每平方厘米有超過十億個(gè)孔，低溫下這些孔的開孔率可達(dá)80%。孔的直徑比水蒸氣分子的直徑大700倍，所以人體產(chǎn)生的汗液蒸汽可以通過它，從而保持衣服的透氣性。聚四氟乙烯微孔膜上的孔隙直徑比普通水小很多倍，所以外面的液態(tài)水無(wú)法通過，從而達(dá)到防水的目的。