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《空中科普》第二百七十三期,“冰丝”为什么凉快?
发布日期:2022-06-17 17:12:38

由区科协联合区融媒体中心联手打造的电台宣传栏目——《空中科普》第二百七十三期来啦!


点击音频收听《空中科普》,让我们一起听《空中科普》,用科学的知识点亮生活!


《空中科普》第二百七十三期


冰丝确实凉,但只凉一阵


事实上,目前并没有相关的国家标准和纺织行业标准来明确定义“冰丝”的概念,“冰丝”只是一种用于营销的商品名称。


根据对市面上的“冰丝”服装进行调研,可以发现这些面料大多数是由粘胶纤维(又常称人造丝或者人造棉)、涤纶(又称聚酯纤维)、锦纶(又称尼龙)等化学纤维织造而成。

在此,必须提出一个纺织品专业术语——接触瞬间凉感。国标GB/T 35263-2017《纺织品 接触瞬间凉感性能的检测和评价》将“接触瞬间凉感”定义为“皮肤与低于其温度的织物接触瞬间,引起皮肤表面热量快速流失、温度瞬即下降,再经过皮肤中感温神经末梢反映到大脑后形成的凉爽感觉”。


由此可知,低于皮肤温度的织物与人体皮肤接触时,人体都会产生接触瞬间凉感,这个时间比较短暂,可能仅仅持续刚穿上身的那几秒、几十秒或者几分钟的时间。

一旦织物的温度和人体的温度很接近,两者达到热平衡,这种凉感就消失了。

接触凉感的发生原理是热量的传导,人体体温高于织物的温度,当两者发生接触时,热量从人体传递到织物表面,引起人体体温降低。

那为什么有的织物触摸起来,会有着更加明显的接触瞬间凉感呢?


一般而言,有这么几点原因:


1)导热系数大的纤维材料带来的织物接触瞬间凉感会比较明显,导热系数越大,人体与织物接触时热传导越迅速。


在常用的普通纺织纤维中,锦纶的导热系数是最高的,涤纶的导热系数也比较高。将微量的玉石或云母等矿物质的纳米状粉末加入到纤维中,利用这些矿物质导热性能好又吸热慢的特性,可以增强纤维的凉感功能;


2)平整顺滑的织物带来的接触瞬间凉感也会比较明显,平整顺滑的织物表面的接触面积更大,散热速率更快;


3)从后整理技术来看,采用凉感整理剂对织物表面进行处理,也是通过提高热传导速度来提高接触瞬间的凉感。


不过,就如上文所说,尽管这类面料能让人“凉一阵”,但这种凉感往往很快就会过去。好在,我们还有不少办法可以让我们凉得更久一点。


不止凉一阵,更要凉一夏


消费者在夏季选购服装及床品时,不能仅仅依靠触摸面料时的凉感来决定,应该更加关注面料是否具有持续散热功能。


实现持续散热功能主要有三种方法,也可以将多种方法组合起来:

✔ 吸湿排汗

✔ 热传导快

✔ 外置物理降温


吸湿排汗


利用吸湿排汗方法来持续散热的产品很多,可分为天然纤维和化学纤维两类。


先说说天然纤维里的麻纤维,这是一种夏季服装的优选天然材料,像亚麻、汉麻、罗布麻都是很好的选择。以亚麻为例,亚麻纤维吸湿性好,导湿排汗性好,并且具有天然的抑菌除臭功能。纤维的截面呈现不规则的多边形,纤维素细胞内呈现中腔结构,以平行方式排列,通过纤维中的果胶等黏结在一起。


这种纤维外部不规则的结构和内部中腔结构,有助于形成毛细管效应,加快导湿排汗的速度,汗液在纤维表面蒸发吸收周围的热量,使人体感觉凉爽舒适,用在服装或者床品上都比较舒服。 显微镜下的亚麻纤维横截面和纤维纵向形态


显微镜下的亚麻纤维纵向中空形态


化学纤维的吸湿排汗功能是通过异形截面提高毛细管效应实现的。例如中空纤维、十字形截面纤维、三角形截面纤维等,是一种常用的增强织物导湿排汗、扩散体热的功能的方式。


通过人工物理改性的异型截面化学纤维将有助于形成毛细管效应,使得导湿排汗的速度加快,同时异型截面加大了纤维的比表面积,使得汗液的蒸发速率加快,使得人体感到干爽凉快。

这类纤维是一类具有卓越的吸湿排汗功能的涤纶纤维系列产品,常用于运动针织服装。比如有的纤维截面呈现十字形,表面拥有四道沟槽,加快了体表汗液向织物表面扩散和蒸发。

热传导快


现在市面上有些凉席,是用超高分子量聚乙烯纤维编织的,因其纤维热传导快,表面光滑,所以在低于体温的环境下,有类似于竹子凉席的持续凉感。


外置物理降温


装备有外置降温设备的服装也可以给人体降温。


例如,装备有液冷系统或者风冷系统和外置电源的单兵作战服,可以给士兵提供在炎热环境下持久的降温;设计有冰袋插兜的背心可以放置多块冰袋,对人体的前胸和后背部位进行迅速降温,并可以通过更换冰袋来获得持久的降温。


纺织科学还在不断探索采用新型纤维、改变纤维的化学和物理结构、创新面料成分和织造结构、采用新型后整理技术等方式来增强面料导湿排汗的性能。为了尽可能舒适,消费者购买服装时可根据使用场景来选择合适的服装。


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