魔都?xì)鉁氐屏阆拢∵@些“黑科技”保暖服是神器還是智商稅？

春節(jié)已過，但魔都寒意依舊，觸達(dá)零下的氣溫冷得人瑟瑟發(fā)抖。如果你正為“倒春寒”發(fā)愁，或是對那些宣稱“黑科技”加持的保暖服感到好奇，不妨一起來看看。

最近，“NASA同款氣凝膠防寒服”、“石墨烯智能發(fā)熱衣”等“黑科技”保暖服層出不窮，配上“秒暖”、“恒溫”等誘人關(guān)鍵詞，確實(shí)讓人心動。但這些價格不菲的產(chǎn)品究竟是御寒神器，還是智商稅？今天，我們就來一探究竟！

圖源：某電商平臺

氣凝膠防寒服

氣凝膠是一種特殊的固態(tài)材料，它是通過特定的工藝加工特定的材料（如二氧化硅、碳或金屬氧化物等）制備而成。它既輕又透明（或半透明），摸上去像泡沫一樣脆弱。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就像海綿，布滿了數(shù)不清的小孔，這些小孔里裝滿了靜止的空氣。正是這種獨(dú)特的“蜂窩狀”結(jié)構(gòu)，使得氣凝膠變得異常輕盈——它的密度甚至比水還?。ǖ陀? g/cm3），而且90%以上的體積都是空隙。

圖源：solarcore.tech

氣凝膠最突出的特點(diǎn)就是它優(yōu)秀的保溫性能。為了形象地解釋，我們可以用導(dǎo)熱率這個指標(biāo)來比較：銅的導(dǎo)熱率很高，大約是400 W/(m·K)，所以銅能很快把熱量傳遞出去；而氣凝膠的導(dǎo)熱率只有0.01到0.018 W/(m·K)之間，比空氣（0.025 W/(m·K)）還要低。這意味著熱量很難通過氣凝膠傳遞，也就是說它的保溫效果特別好。當(dāng)然，其中隔熱效果最好的，是二氧化硅制備的氣凝膠，它也最適合用作保溫材料。如果我們把氣凝膠和常見的保溫材料比較，比如聚苯乙烯（俗稱泡沫塑料）或玻璃棉，在相同厚度下，氣凝膠的保溫效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于這些材料，因此被認(rèn)為是目前最好的保溫材料之一。

氣凝膠可以阻隔高溫 | 圖源：corrdata.org.cn

氣凝膠因其低密度、高孔隙率和極低導(dǎo)熱系數(shù)，在隔熱保溫領(lǐng)域表現(xiàn)卓越。它已經(jīng)應(yīng)用于航天、消防服中，提升熱防護(hù)和舒適性。例如，NASA使用的聚酰亞胺氣凝膠，可以應(yīng)對極端溫差，能夠?yàn)楹教靻T在月球和火星等惡劣環(huán)境中的生存提供堅實(shí)保障。氣凝膠制成的航天服隔熱層僅2-3mm厚，保暖效果相當(dāng)于30-45mm的傳統(tǒng)羽絨服。消防服中使用SiO2氣凝膠，其導(dǎo)熱系數(shù)為傳統(tǒng)服裝的1/4，重量減輕1/3，大幅提升熱防護(hù)性能。

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近年來，隨著氣凝膠制備技術(shù)的發(fā)展，氣凝膠材料逐漸向民用領(lǐng)域推廣，可用于戶外服裝及其他戶外用品。但日常服飾中的應(yīng)用仍面臨挑戰(zhàn)：主要在于其生產(chǎn)成本高，氣凝膠的制造工藝復(fù)雜且材料昂貴，導(dǎo)致成品價格較高；工藝上，純的氣凝膠比較脆弱，需與其他材料復(fù)合使用，增加了設(shè)計和制造難度；同時，雖然氣凝膠保暖性優(yōu)越，但其透氣性和柔軟度不及天然纖維或羽絨，影響了穿著的舒適性。

此外，我國并沒有氣凝膠服裝的國家標(biāo)準(zhǔn)，市場上氣凝膠服裝標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。因此，氣凝膠防寒服適合極端環(huán)境下的登山或戶外探險，但對普通消費(fèi)者而言，考慮到高昂的價格和日常需求，還需要謹(jǐn)慎選擇。

石墨烯防寒服

石墨烯又稱單層石墨、碳單層，是一種由單層碳原子構(gòu)成的二維材料。當(dāng)我們用鉛筆寫字，鉛筆尖留下的痕跡中，可能就含有石墨烯。**石墨烯具有極高的強(qiáng)度、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，被譽(yù)為“新材料之王”。**和氣凝膠相反，石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5,300 W/(m·K)，這使得它有著優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能。

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石墨烯能夠迅速均勻地將熱量傳遞到人體表面，從而提升體感溫度。例如，在北京冬奧會期間，運(yùn)動員和禮儀人員就穿著采用石墨烯溫控技術(shù)（依賴電源）的服裝，這種服裝可以在短時間內(nèi)升溫至40℃左右，達(dá)到顯著的保暖效果。石墨烯纖維可以與棉、羊毛、錦綸等天然或合成纖維混紡，制成各種功能性面料，如內(nèi)衣、襪子、運(yùn)動裝等。這些面料不僅保暖，還具有輕質(zhì)柔軟、透氣舒適的特點(diǎn)。

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盡管石墨烯在保暖服裝領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力，但市面上許多標(biāo)榜“石墨烯”的產(chǎn)品宣傳可能會夸大其詞。比如一些商家強(qiáng)調(diào)其卓越的導(dǎo)熱性和遠(yuǎn)紅外線輻射，聲稱能提供溫暖和促進(jìn)血液循環(huán)。然而，實(shí)際效果遠(yuǎn)不如宣傳所言。

首先，雖然石墨烯的導(dǎo)熱性確實(shí)很強(qiáng)，但這也意味著熱量會迅速散失，從而無法保持持續(xù)的溫暖。其次，石墨烯釋放的遠(yuǎn)紅外線雖然理論上可以有助于血液循環(huán)，但其產(chǎn)生的熱量微不足道，實(shí)際效果類似“心理安慰”，并不足以顯著增加穿著者的溫暖感。此外，一些聲稱石墨烯服裝的石墨烯含量極低，可能并未真正使用高質(zhì)量的石墨烯材料，這使得所謂的“黑科技”更像是營銷噱頭，實(shí)際效果大打折扣。因此，謹(jǐn)慎對待宣傳，買前多查看成分，避免踩坑！

其他保暖材料

羽絨

鵝絨、鴨絨，誰用誰知道！**看羽絨服好不好，記住一句話：看蓬松度！**其保暖效果取決于蓬松度和填充量，800蓬松度以上的羽絨服適用于極寒環(huán)境，是目前最普遍且成熟的保暖材料。

羊毛羊絨

羊毛和羊絨既保暖又透氣。但羊絨價格較高，適合有預(yù)算且追求舒適保暖體驗(yàn)的人群。

吸濕發(fā)熱纖維

一些合成纖維如聚丙烯腈（PAN）纖維、發(fā)熱紗線等，具備快速吸濕發(fā)熱的功能，價格適中。其優(yōu)點(diǎn)是使用方便、節(jié)能環(huán)保，但效果較弱，依賴環(huán)境濕度，并且熱量釋放時間有限。

圖源：攝圖網(wǎng)

總之，在預(yù)算范圍內(nèi)，根據(jù)實(shí)際需求挑選合適的保暖材料才是明智之舉。不必盲目追逐新潮與高價，畢竟服裝的本質(zhì)是為了更好地服務(wù)于人。

那么，這一季的保暖“戰(zhàn)袍”，你心儀哪一件呢？

參考文獻(xiàn)

[1] 楊冬暉, 李猛, 尚坤. 航天服隔熱材料技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 航空材料學(xué)報, 2016, 36(2): 87-96.

[2] 楊帆, 魯義, 施式亮, 等. 氣凝膠消防服隔熱層研制的可行性分析[J]. 安全, 2020, 1: 68-70.

[3] 張興娟, 吳洪飛, 孔祥明. 新型組合式消防服熱防護(hù)性能分析[J]. 中國個體防護(hù)裝備, 2013 (6): 20-24.

[4] 蔣璐璐, 鄧夢, 王云儀, 等. 氣凝膠材料在消防服中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 紡織學(xué)報, 2021, 42(09): 187-194.

[5] 氣凝膠，發(fā)軔于航天應(yīng)用的最輕固體 (corrdata.org.cn)

[6] 丁波, 張昊, 張輝. 基于氣凝膠材料的保暖服裝設(shè)計與評價[J]. Wool Textile Journal, 2023, 51(11).

[7] 首都科學(xué)講堂 | 冬奧保暖：石墨烯“織”就柔性新材料 (kexuejia.net.cn)

[8] 李金茗, 吳穗生, 楊梅, 等. 功能性石墨烯紡織品的應(yīng)用研究[J]. 化纖與紡織技術(shù), 2017, 46(1): 11-15.

[9] 杜凱, 劉正芹. 吸濕發(fā)熱纖維的研究進(jìn)展[J]. 上海毛麻科技, 2014 (2): 41-43.

作者：紀(jì)明華，中國科學(xué)院上海高等研究院博士

策劃&編輯：Tiara封面圖源：AI生成