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)
应急管理部发布2022年全国十大自然灾害******
中新网1月12日电 据应急管理部网站消息,经应急管理部会同工业和信息化部、自然资源部、住房城乡建设部、交通运输部、水利部、农业农村部、卫生健康委、统计局、气象局、银保监会、粮食和储备局、林草局、中国红十字会总会、国铁集团等部门和单位对2022年全国重大自然灾害事件会商核定,全国十大自然灾害如下(按时间排序):
一、1月8日青海门源6.9级地震
1月8日1时45分,青海海北州门源县发生6.9级地震,震源深度10千米。震中位于青海、甘肃两省交界处,此后又发生5.1级、5.2 级强余震,地震共造成青海、甘肃、内蒙古、宁夏4省(区)17.1万人受灾,不同程度损坏房屋9.5万间,局地交通、市政等基础设施受损严重,直接经济损失32.5亿元。
二、2月中下旬南方低温雨雪冰冻灾害
2月中下旬,南方出现大范围低温雨雪冰冻灾害过程,持续时间长,暴雪落区偏南,降水(雪)强度大。持续低温雨雪冰冻对农业生产、交通、电力等造成一定影响。灾害造成福建、江西、湖南、广东、广西等9省(区、市)77个市447个县(市、区)609.2万人受灾,近8400人紧急转移安置;农作物受灾面积422.3千公顷;900余间房屋倒塌,近6500间不同程度损坏;直接经济损失78.9亿元。
三、6月上中旬珠江流域暴雨洪涝灾害
5月下旬至6月上中旬,我国华南地区遭遇1961年以来第2强的“龙舟水”过程。受其影响,珠江流域连续形成2次流域性较大洪水,北江出现1915年以来最大洪水,西江、北江、韩江先后发生7次编号洪水,局地发生严重城乡内涝和山洪地质灾害等。灾害造成广东、广西2省(区)648.9万人次受灾,因灾死亡失踪37人,紧急转移安置50.2万人次;倒塌房屋9200余间,不同程度损坏2.4万间;农作物受灾面积288.4千公顷;直接经济损失278.2亿元。
四、6月份闽赣湘三省暴雨洪涝灾害
6月份,福建、江西、湖南多地遭遇多轮强降雨过程,累计雨量大、降雨落区重叠、受灾范围广,多条河流发生超历史洪水,引发洪涝和次生地质灾害等,农业、水利、交通、供水、供电等基础设施受损严重。灾害造成福建、江西、湖南3省814.2万人次受灾,因灾死亡失踪29人,紧急转移安置62.9万人次;倒塌房屋9100余间,不同程度损坏5万余间;农作物受灾面积582千公顷;直接经济损失433亿元。
五、2022年第3号台风“暹芭”
2022年第3号台风“暹芭”于7月2日15时左右在广东电白沿海登陆(台风级,35米/秒)。登陆后穿过广东、广西、湖南3省(区),其残余环流继续北上影响我国黄淮、东北等地。造成广东、广西、海南等省(区)39个市165个县(市、区)186.29万人受灾,紧急转移安置7万余人;倒塌房屋670余间,不同程度损坏近1400间;农作物受灾面积109.01千公顷;直接经济损失31.2亿元。
六、7月中旬四川暴雨洪涝灾害
7月11日至17日,四川省部分地区遭受多轮强降雨天气,部分地区降暴雨,局地大暴雨,并伴有雷电、阵性大风等强对流天气,引发山洪、泥石流等灾害。造成绵阳、阿坝、雅安等13市(州)76个县(市、区)27.9万人受灾,因灾死亡失踪36人,紧急转移安置1.4万人;倒塌房屋近400间,不同程度损坏近2200间;农作物受灾面积3.9千公顷;直接经济损失24.8亿元。
七、长江流域夏秋冬连旱
7月至11月上半月,长江流域降水异常偏少、极端高温天气持续,中旱以上日数为77天,较常年同期偏多54天,为有完整实测资料以来最严重的气象水文干旱,极端高温干旱对相关地区农业生产、人畜饮水、电力供应、生态环境等造成严重影响。旱情峰值时,造成四川、重庆、湖北、湖南、江西等12省(区、市)3978万人受灾,701.4万人因旱需生活救助;农作物受灾面积4270千公顷;直接经济损失408.5亿元。
八、8月上旬辽宁暴雨洪涝灾害
7月底至8月上旬,辽宁省中西部、东南部等地出现暴雨到大暴雨,引发洪涝灾害,辽河干流持续超警,支流绕阳河堤防发生决口险情,农业、基础设施等损失较重。灾害造成锦州、阜新、盘锦等9市31个县(市、区)54.9万人受灾,紧急转移安置3.4万人;倒塌房屋100余间,不同程度损坏8500余间;农作物受灾面积166.4千公顷;直接经济损失76亿元。
九、8月17日青海大通山洪灾害
8月17日22时许,受持续强降雨影响,青海省多地发生暴雨洪涝灾害,西宁市大通县青林乡、青山乡等地瞬时强降雨引发山洪,道路、桥梁、水利等基础设施受损严重。灾害共造成西宁、海北、海东、黄南、果洛5市(州)11个县(市、区)6.5万人受灾,因灾死亡失踪31人,紧急转移安置3300余人;倒塌房屋100余间,不同程度损坏9000余间;农作物受灾面积5.3千公顷;直接经济损失6.9亿元。
十、9月5日四川泸定6.8级地震
9月5日12时52分,四川省甘孜藏族自治州泸定县发生6.8级地震,震源深度16公里。地震造成四川省甘孜、雅安等6市(州)24个县(市、区)54.8万人受灾,因灾死亡失踪117人,紧急转移安置8万人;倒塌房屋1.2万间,不同程度损坏26.5万间;灾区居民住房及电力、通信、道路等基础设施损毁严重,直接经济损失154.8亿元。