把科技穿在身上,既有温度也有风度******
仿造鹅绒、碳纳米管加热膜、人体红外反射材料……
把科技穿在身上,既有温度也有风度
在刚刚过去的春节假期,受寒潮天气影响,全国部分地区气温大幅下降,处于“速冻”模式中。
来自中央气象台的信息,节日期间,我国东北、华北部分地区,气温创今冬新低,黑龙江省漠河市最低温度甚至跌至零下53摄氏度。
为了防寒,连不少“要风度、不要温度”的年轻人,都穿上了厚实的外套。
不过,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”能够帮助人们“既有风度、也有温度”。
“人体热量的散失是由于热传递造成的,热传递有3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、博士生导师夏兆鹏在接受科技日报记者采访时介绍道,为了达到保温效果,在设计上冬季防寒衣物要尽一切可能减少热量经由这3种途径流失,冬季保暖材料及保暖服装也都是围绕着这一原理进行研发和设计的。
仿造鹅绒:
即使被浸湿也能实现保暖效果
“冬天人体与外部低温环境间存在巨大温差,这就造成热传导,即热量会从温度高的地方传导到温度低的地方。如果在衣服中加入低导热系数的高蓬松保暖填充物,就可以阻止热传导,进而减少人体热量散失,达到保暖的目的。”夏兆鹏介绍道,这类保暖填充物主要起阻隔热传导的作用,目前比较常见的天然材料有棉、毛、羽绒等,比较常见的化学纤维材料有中空涤纶、喷胶棉等。
与传统保暖填充材料相比,近年来出现了一些新型保暖填充材料,其中具有代表性的就是仿鹅绒结构高保暖絮片。这种填充材料不仅保暖性强、轻便,而且在潮湿的环境下依旧可以持续保暖。在2022年北京冬季奥运会上,中国运动员的防寒服中就用这种仿鹅绒结构高保暖絮片作为填充材料,其在完全浸湿的条件下仍然能够达到98%的保暖率。
“仿鹅绒结构高保暖絮片的主要成分是与鹅绒纤维直径长度相差不大的仿造鹅绒,同时混入远红外涤纶和热熔涤纶。”夏兆鹏解释,其中仿造鹅绒以中空涤纶和Y形涤纶为主体,这两种涤纶可以最大限度地储存静止空气,而静止空气可以较好地保存热量。此外,即使是在被水浸湿的情况下,中空涤纶和Y形涤纶依然可以储存一定的静止空气。
仿鹅绒结构高保暖絮片能够克服天然鹅绒显臃肿、有异味、易跑绒和价格高等缺点,同时具有超轻、超薄、湿态保暖、高蓬松度等特点,而且洗涤后回弹性好、不缩水、保暖率不降低。
碳纳米管加热膜:
通电即发热,温度可调控
采用加热材料制作的电热服是国内外研究最多的冬季服装之一。
“常见的加热材料有镍铬加热丝、复合加热丝、碳纤维加热丝、碳纳米管加热膜等,这些材料被内置于衣服中制成电热服,当电热服连上充电设备后,电流经过衣服内部的加热材料就会产生热量,仿佛把电热毯披在身上。”夏兆鹏介绍,除此之外,该类衣服还内置了传感器,通过蓝牙即可实现对衣服的智能控温,用户只需要下载一个App,就可以用手机随时调整衣服的温度。
其中,碳纳米管加热膜作为控温加热系统中的重要元件,具有非常好的应用前景。“碳纳米管加热膜可以反复水洗,耐弯折次数达到10万次以上,而且薄膜厚度约为几十微米,具有非常好的柔性,发热效率大于65%。”夏兆鹏补充道。
除此之外,价格相对便宜的金属丝线性加热元件,如镍铬加热丝、复合加热丝等,也是加热“能手”。
“金属丝类材料具有高导电性、良好的电加热性能,且具有传感、电磁屏蔽等性能。以复合加热丝为例,其是在金属丝中添加了钼,既减少了金属的氧化,同时还可以提高金属电加热元件的耐用性。”夏兆鹏介绍道,将含有钼的金属丝,通过冷拉伸工艺变成微米级金属微丝,使其由金属丝转变为纤维。该纤维可以与聚酯纱线混纺制备成纱线,用其制作出的织物具有导电性。
相较普通导电织物,这种导电织物的柔性及舒适性都有所提升。“其柔性及形态与传统纤维及纱线十分接近,舒适性也得到提升。”夏兆鹏表示,不过,这类制衣材料仍然存在不耐长时间水洗、比较重等缺点。
人体红外反射材料:
人体热辐射反射率可达60%
红外热辐射是人体热量损失的另一种形式,传统纺织品的红外辐射率高、热量损失快,有研究指出棉花不可避免地会以中红外形式辐射出人体50%以上的热量。而人体红外反射材料则可以通过将人体发出的红外波反射回人体的方式减少红外热辐射损失,以达到保暖的效果。
“人体红外反射材料多数由金属颗粒构成,这些颗粒以一种微结构形式存在,将此材料附在织物上,便形成了红外波反射层。该反射层可以把人体辐射的大部分红外波都反射回来,从而达到保温效果。”夏兆鹏补充道。
“人体红外反射材料通常被用来制作冬装外衣的内衬,一般其人体热辐射反射率可以达到60%,提高服装防寒保暖效果比较明显。”夏兆鹏表示,不过,如果长时间处在超低温环境下,由于人体辐射的热量有限,因此该材料或无法达到理想的保暖效果。
聚四氟乙烯微孔膜:
低温环境下既透气又防水
冬季户外可能会出现下雨、降雪、霜冻等天气,通过高密防水层阻挡雨、雪、霜的侵入,可避免因衣物内层保暖材料被浸湿而导致保暖系数降低、保暖效率下降甚至失效。
“防水材料是在高密织物外面附上一层聚四氟乙烯微孔膜、水性聚氨酯膜或者聚氨酯膜。”夏兆鹏解释道,聚四氟乙烯微孔膜每平方厘米有十多亿个孔,在低温环境下,这些孔洞的开孔率可以达到80%。该孔的直径比水蒸气分子的直径大700倍,因此人体产生的汗蒸汽可以从中通过,从而保持衣服的透气性。聚四氟乙烯微孔膜上孔的直径比一般水的直径小很多倍,因此外面的液态水无法通过,从而达到了防水的目的。(科技日报 记者 陈 曦)
这群从大凉山走出的女孩儿,希望用棒球改变命运******
四川省凉山彝族自治州美姑县千哈村,距离首都北京1755公里。在地图上,搜索不到前往千哈村的公共交通路线。村子周边,围绕着一座座山,每一座都有着颇具神秘色彩的名字。
这里是阿余女子的老家,有着近乎原始的自然风貌,和大城市无法比拟的清新空气。但与此同时,险峻的环境,也给当地人的生活平添诸多烦恼。
阿余女子在老家。受访者供图过河
3月中旬的四川,春意渐浓。而阿余女子现在居住的北京,还是有些凉意。
2019年,孙岭峰带领着强棒天使爱心小分队来到大凉山挑选学员,女子是帮他们带路的人。村里有些家长不会说普通话,女子还做起了彝语翻译。这一切,孙岭峰都看在眼里。
孙岭峰曾是棒球国手,参加过北京奥运会。2015年,他创建了强棒天使棒球基地,基地坐落在北京,目前共有68个孩子。基地的许多孩子们,原生家庭多少都有些问题。
女子在老家。受访者供图。即使已经去过许多偏远地区接孩子,但那次的大凉山之行还是格外艰难。一路上,山路曲折蜿蜒,多亏女子帮忙,小分队才能安全到达目的地。
走山路,是女子日常生活的一部分。她说每天上学的路都好像在探险,全程都是盘山路,还要经过一条河。如果遇到了雨天,上学的路会变得愈发惊险。
女子家里有个妹妹,还有两个哥哥、两个姐姐。两个姐姐都没上过学,现在在外地打工。女子身材瘦瘦高高的,说话声音不大,看起来很安静。
她说:“我也想上大学,我也想走出大凉山。”
女子在老家。受访者供图。2020年第二次走进大凉山,孙岭峰再次见到女子。那时的女子已经14岁了,一般来说,基地不会接收年龄这么大的孩子。但孙岭峰还是决定把她带回北京,因为他怕这么好的孩子,过几年就要告别校园嫁为人妇,“那样就毁了,一下就完了。”
阿余女子再不用担心上学的路上要过的那条河,或许这一次,她迈过的是人生中最重要的那条河。
朗诵
孙岭峰的棒球基地位于北京通州区,距离市区40公里。此前,因为拆迁等原因,基地已经搬了三次家。基地里男生宿舍和女生宿舍在不同区域,中间隔着个图书馆。宿舍里是统一的上下铺,衣柜和桌子也都是一样的。
不同的是男生是铁架床,女生是实木床,男生的被褥是简单的灰色条纹,女生的却有漂亮的小碎花。女生宿舍的储物柜里有毛绒玩具,墙上还贴了卡通墙贴。孩子们每天上午补习文化课,下午练棒球。
棒球基地的女生宿舍。李霈韵 摄离开家乡之后,阿余女子看到了一个更大的世界。
3月12日,女子和其他9个小伙伴一起,登上了2022年杭州亚运会首批优秀音乐作品发布的舞台。她们略显紧张地高声朗诵,和她们一起表演的,是国际知名钢琴演奏家郎朗。
这次孩子们是乘飞机去的杭州,在机场,她们穿着统一的队服,排队前进,边走边忍不住好奇地东张西望。女子牵着年龄更小的女队员,现在的她,是女队的领队。
基地的25个女孩全部来自大凉山,孙岭峰给这支女子棒球队取名叫做索玛花队。索玛花,就是彝语的杜鹃花,很多人也称之为映山红。映山红是一种喜阳的植物,在充足的阳光下,会越长越好。
棒球基地的女孩。李霈韵 摄按照孙岭峰的计算,从把孩子接到基地,一直到她们进入社会,每个孩子平均要花费几十万。“有男孩队伍了,如果再加个女孩队伍,成本绝对不是1+1,而是1乘以N”。
最开始,孙岭峰只是有组建女队的想法,但没有落实。直到他走进大凉山。“到了那个地方,我真的觉得,不能不做这事。”孙岭峰说。
击球
到基地训练过一段时间后,阿余女子晒黑了些,相比于刚来的时候,脸颊上也多了点肉。
女子在训练中。受访者供图而她在家乡的朋友们,有些同龄的女孩还在学习,但有些也已经走上了不同的人生轨迹。
近些年来,在国家扶贫工程的帮助下,大凉山在快速发展当中。但过往教育的缺失,使得一些人在与外界交流时要困难许多,女子的家人就是这样。
她的爸爸今年51岁,妈妈今年52岁。“我家里人没学上,就没有文化,啥都不懂,连个名字都不会写,出去跟有文化的人谈不上来。有文化了,才能有更好的未来。”女子如是说。
现在,她有希望成为家里最有文化的人。由于比其他孩子年龄大,女子学的东西比别人要难。教练特意给她买了学习机,有时她会一个人在宿舍学习。
阿余女子。受访者供图而身为棒球女队的领队,女子说,自己想带着那帮“小的”一起拿世界冠军。
“我每天算着,我读大学的时候爸爸妈妈可能几岁啦。晚上睡不着的时候,就会算这些。”
基地的25个女孩,有些家境贫困,有些甚至家庭残缺。她们走出大凉山,希望通过学习知识、练习棒球改变命运。
当然,也有想家的时候。住在一个宿舍的女孩们,如果有一个说想家了,可能也会勾起其他人的乡愁。她们会搂在一起,度过这样有些难过的时光。而更多的时候,她们笑在一起、闹在一起。
棒球基地的女孩们。李霈韵 摄女子来到北京之后,姐姐曾给她写信,里面说:你学到知识一定要传到农村里来,祝你成为世界冠军。
她告诉记者,姐姐的话,会一直印在她心里。(作者 王昊)
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