太阳能“智能”服装可以快速加热或冷却你的身体

由柏拉图重新发布

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我的体温控制能力很差。当外面酷热难当时，我把头伸进冰箱里。当天气又湿又冷时，我手上的血管会痉挛。 “我很热；现在我冷了”是我家里流传的一个笑话。

但我很幸运：与冷血动物相比，我们人类有多种方法可以让我们的身体在一定温度范围内保持运转。寒冷时我们会瑟瑟发抖，为了避暑我们会大汗淋漓。当我们在极热或极冷的环境中挣扎时，我们会想办法更换衣柜。

这听起来很明显，但服装让我们能够在相对舒适和安全的情况下探索世界的遥远角落。但即使是最具技术性的服装——自热背心、Gore-Tex 层或内置冰袋的套装——也有其局限性。大多数都可以加热或冷却身体，但不能两者兼而有之，或者需要外部电源或笨重的电池组。

这些衣服在沙漠或高海拔地区会变得不稳定，因为这些地方的温度可能会从酷热骤降到冰点以下。当我们走出地球时，控制体温的轻型套装可以让更长的太空行走变得更加合理和愉快。

本周，南开大学的科学家迈出了一步仅使用太阳能即可快速调节体温的智能服装。该团队制造了一种柔性材料，可以捕获阳光来储存和传递热量。白天，贴片可以带走皮肤的热量并储存多余的能量。到了晚上，天气凉爽时，它会释放能量缓存，将皮肤加热到舒适的水平。

由于该装置由太阳能供电，因此无需电池组即可保持皮肤温度。该贴片还可以通过在冷却和加热模式之间自动切换来快速适应环境温度波动。

在一项测试中，研究小组将贴片放在志愿者的手上，短短几秒钟内，他们的皮肤就冷却了百分之九以上。当皮肤暴露在从冰冻到死亡谷高温的各种温度下时，该贴片可以保持皮肤舒适。

该团队设想，与其设计完全由这种材料制成的服装，不如将其战略性地融入日常时装或宇航服中，在躯干和背部区域贴上较大的补丁，在肩膀、上臂和大腿前部贴上较小的补丁。。即使没有覆盖整个身体，只要有几个小时的阳光，这些贴片在储存和传递热量方面的高效率也可以让佩戴者一整天都感到舒适。

该设备为“扩大人类对恶劣环境的适应能力”“开启了许多可能性”，写博士。上海交通大学的 Xingyi Huang 和 Peng Li 没有参与这项研究。

科幻时尚

窝在温暖的毯子下，看着外面的雪花飘落，真是太棒了。相比之下，跑到寒冷的冬天去寻找礼品包简直就是一场噩梦——尤其是穿着睡衣和拖鞋的时候。

我们的身体不适合极端温度。让我们思考、感觉、呼吸和消化的生物过程都依赖于在较小的环境温度范围内发挥最佳功能的蛋白质。它被称为“热舒适区”，大约在 71 到 82 华氏度（或 22 到 28 摄氏度）之间。超出这个范围的温度会使身体出汗或发抖，以控制我们的内部温度。但这些生物机制在极热或极冷的情况下会失效，导致中暑、冻伤甚至死亡。

服装可以通过被动和主动调节皮肤温度来扩大热舒适区。被动选项不需要电源。有些产品（例如暖手包）利用化学反应来产生和释放热量。其他的则将热量散发到周围环境中以给佩戴者降温，或者将体热反射回皮肤上以保持温暖。蓬松的夹克、凉爽的护颈或吸汗的面料都属于这一类。

活性材料使用外部电源根据需要快速改变材料的温度。但高能耗使得很难全天保持温度，尤其是当佩戴者在移动时。