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自动调节温度的衣服
舒适温度的智能衣服
现在,有可以帮忙的工具了.科学家正在研究“神奇的衣物”,可以根据环境和穿戴者的体温适应热力性能,通过改变服装构造,或是通过一些装置向身体传输热量及带走热量.无论外界温度是怎样的,衣服都可以使人处于舒适宜人的状态.
通过衣服来改变热能,可以由三种方式实现：一是传导,由物质中的原子相互作用传递热量；二是对流,当高能量的原子在环境中移动时,对流能产热；最后一种是辐射,让热能像电磁波那样移动,也能产热.衣物可以改变人体空气流通程度,或者向人体传播辐射量,从而控制身体的热量,帮助你找到合适的温度.
美国康奈尔大学的一个研究小组为了控制人体空气流通,使用了一系列镶嵌在贴身内衣上的极小的管道网络,控制热空气和冷空气流通.在它的外面,你可以随心所欲穿自己喜欢的服装.
背心内的温度传感器会自动感应皮肤热量状况,在你需要的时候,会将温暖或者凉爽的气流吹向身体,这就好比在你身体旁边安装了一个小型的空调.
而美国加州大学的一个研究小组采取了另一种不同的方法——尝试控制辐射热量,这个比较新颖的想法其灵感竟然是来自于乌贼.
乌贼是一种头足类动物,具有一些令人吃惊的伪装本事.比如它们能利用皮肤中的一种混合蛋白质,改变自身所反射的可见光的波长.
该小组正在研究类似于乌贼蛋白质的物质,来试图调控物体热辐射.他们将目标锁定于携带热量的长波不可见光——红外线（太阳的热量主要通过红外线传到地球）,希望能控制红外线的波长,从而改变热量.
脚掌热量也关键
另一种方法是增加身体自身的能力来调控热量.为此,有些研究者将目光集中在人体毛发较少或无毛的皮肤.在哺乳动物中,这些无毛或少毛区域的作用就类似于汽车的散热器,有助于热量从皮肤表面逃逸散开.而人类身体中,手掌和脚掌在热量上作用更是至关重要,它们相当于人体的散热器,而科学家想要提升它们的能力.
对此,研究人员发明了一种“智能原型鞋”,鞋子的组成材料包括传热效果非常好的塑料泵.因此,当身体温度较热时,热气会通过脚底散开,而当身体感觉到寒冷时,它则会将热气传导至脚底.
此外,还有一种“Smartshoes”智能鞋子,穿戴者可以通过移动设备端的App来控制鞋子内部的加热系统,自动对鞋内进行加热,最高可以加热到38℃,这个温度比正常体温稍高,确保了穿着的舒适度.
调温服装用处大
事实上,能控制热量的衣服早就有了.它们通常是比较笨重或不舒服的衣服,应用于军事、航空航天、紧急服务或者实验室里.比如宇航员所穿的宇航服内,有温度调节衣物——利用一些液体传导热量,但这样的服装相当沉重.
到现在为止,还没有一种能在日常生活中使用.美国能源部高级研究计划署已投资3000万美元,制作出合适又轻便,能在日常生活中运用,又帮助我们保持温暖或清凉温度的衣服.
我们知道,办公大楼为了保持合适的温度,通常会24小时开启制冷或制暖机器,消耗了大量的能源.据统计,空调系统消耗的能量占了美国总能量的13%.如果每个人都穿上能控制温度的衣物,当然就不需要开启空调和暖气系统,可以为地球节省大量的能源了.研究人员认为这样至少能节省1%～2%的能源,这个百分比虽然很小,但绝对数额却是非常了不起的.
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