把科技穿在身上，既有温度也有风度

刚刚过去的春节假期，受寒潮天气影响，全国部分地区气温骤降，处于“速冻”模式。

来自中央气象台的信息显示，节日期间，东北、华北部分地区气温创今冬新低，黑龙江省漠河市最低气温甚至跌至零下53摄氏度。

为了御寒，甚至很多想要风度，不想要温度的年轻人也穿上了厚外套。

但是，如果你想御寒保暖，也不一定要把自己包在粽子里。现在冬装用的“黑科技”，可以帮助人们“既有风度又有温度”。

“人体热量的流失是由热传递引起的。热传递有三种基本方式:传导、对流和辐射。”天津工业大学纺织科学与工程学院高级工程师、博士生导师夏在接受科技日报记者采访时表示，为了达到保暖效果，冬季防寒服的设计应尽可能通过这三种途径减少热量损失，冬季保暖材料和保暖服也是围绕这一原则进行开发设计的。

仿鹅绒:

即使湿透了，也能保暖。

“在冬天，人体与外界低温环境存在巨大的温差，这就造成了热传导，即热量会从高温的地方传导到低温的地方。如果在衣服中加入高蓬松、低导热的导热填料，可以阻止热传导，从而减少人体的热量损失，达到保暖的目的。”夏说，这种导热填料主要起到阻挡热传导的作用。目前比较常见的天然材料有棉、毛、羽绒，比较常见的化纤材料有中空涤纶、喷胶棉。

与传统的保暖填充材料相比，近年来出现了一些新型的保暖填充材料，其中具有代表性的是仿鹅绒结构的高保暖絮片。这种填充材料不仅保暖轻便，而且在潮湿的环境下也能持续保暖。在2022年北京冬季奥运会上，中国运动员在冬装中使用了这种类似鹅绒的高保暖絮片作为填充材料，在完全浸湿的情况下，其保暖率仍可达到98%。

“仿鹅绒结构的高保暖絮片，主要成分是仿鹅绒，与鹅绒纤维直径、长度相差不大，混有远红外涤纶和热熔涤纶。”夏解释说，仿鹅绒主要采用中空涤纶和Y型涤纶，可以最大限度的储存静止空气，静止空气可以更好的储存热量。此外，中空聚酯和Y型聚酯即使浸泡在水中，仍然可以储存一些静态空气。

高保温结构的仿鹅绒絮，可以克服天然鹅绒臃肿、发臭、易跑绒、价格高等缺点。同时具有超轻、超薄、湿保温、高膨松的特点，洗后回弹性好，不缩水，不降低保温率。

碳纳米管加热膜；

通电后会发热，温度可以调节。

由发热材料制成的电热服是国内外研究最多的冬装之一。

“常见的发热材料有镍铬发热丝、复合发热丝、碳纤维发热丝、碳纳米管发热膜等。将这些材料嵌入衣服中，制成电热服。当电热衣服连接充电设备时，电流通过衣服内部的发热材料。它会产生热量，就好像给身体披上了电热毯。”夏介绍，此外，这种衣服还内置了传感器，可以通过蓝牙实现对衣服的智能控温。用户只需要下载一个App，用手机就可以随时调节衣服的温度。

其中，碳纳米管加热膜作为温控加热系统中的重要部件，具有非常好的应用前景。“碳纳米管发热膜可以反复水洗，抗弯度可以达到10万次以上。而且膜厚在几十微米左右，柔韧性非常好，加热效率大于65%。”夏接着说道。

此外，价格相对较低的线状发热元件，如镍铬电热丝、复合电热丝等，也是发热方面的“专家”。

“金属丝材料导电性高，电热性能好，具有传感和电磁屏蔽性能。以复合电热丝为例，它在金属丝中加入了钼，既减少了金属的氧化，又提高了金属电热元件的耐用性。”夏介绍，含钼的金属丝通过冷拉工艺转化为微米级的金属微丝，由金属丝转化为纤维。该纤维可与聚酯纱线混纺制成纱线，由其制成的织物具有导电性。

与普通导电布相比，这种导电布的柔韧性和舒适性都得到了提高。“它的弹性和形状非常接近传统的纤维和纱线，舒适性也有所提高。”夏说，然而，这种服装材料仍然有一些缺点，如不能长时间洗涤和沉重。

人体用红外反射材料:

人体热辐射反射率可达60%

红外辐射是人体热量损失的另一种形式。传统纺织品红外辐射率高，散热快。有研究指出，棉花必然会以中红外的形式辐射人体50%以上的热量。人体红外反射材料通过将人体发出的红外波反射回人体，减少红外热辐射的损失，从而达到保暖的效果。

“人体红外反射材料大多由金属颗粒组成，以微结构形式存在。当这种材料附着在织物上时，就形成了红外波反射层。反射层可以将人体辐射的大部分红外波反射回来，从而达到保温的效果。”夏接着说道。

“人体红外反射材料通常用于制作冬季大衣的内衬。一般对人体热辐射的反射率能达到60%，对改善服装的冷暖更明显。”夏说，然而，如果长期处于超低温环境中，由于人体辐射的热量有限，这种材料可能无法达到理想的保暖效果。

PTFE微孔膜；

低温环境下透气防水。

冬季室外可能出现降雨、降雪、霜冻等天气。高密度防水层可以防止雨雪霜冻的侵袭，可以避免隔热材料浸泡在衣服内层而导致隔热系数、隔热效率降低甚至失效。

防水材料是附着在高密度织物外面的一层聚四氟乙烯微孔膜、水性聚氨酯膜或聚氨酯膜。夏解释说，聚四氟乙烯微孔膜每平方厘米有超过十亿个孔，低温下这些孔的开孔率可达80%。孔的直径比水蒸气分子的直径大700倍，所以人体产生的汗液蒸汽可以通过它，从而保持衣服的透气性。聚四氟乙烯微孔膜上的孔隙直径比普通水小很多倍，所以外面的液态水无法通过，从而达到防水的目的。