炎炎夏日,穿什么更凉快?

在这个烈日当空,令人汗流浃背的夏天,你看到一则运动T恤的广告,声称它是由一种能立即让你的皮肤感到凉爽的材料制成的。多么令人兴奋啊!然而,这真的可信吗?如果行得通,它的原理又是如何呢?

各公司已经将所谓的“凉爽触感材料”(cool touch materials)应用到各种产品中。如可以缓解潮热的床单,可以缓解鼻子疼痛的面巾纸,或者可以让你在一场艰难的面试中保持舒适的西装——这些都是一些公司转向凉爽触感技术的方法。

俄勒冈大学的Susan L. Sokolowski教授的专注于体育产品的设计,主要研究能够帮助运动员在炎热的环境中保持凉爽的服装材料。保持凉爽很重要,因为它会从心理和生理上两方面影响运动员的表现,而凉爽触感材料则是提高表现的一种方案。

【测量材料的传热】

蓄热系数(effusivity)是一种存在于所有材料中的传热特性,它包含了材料的导热性、密度和热容量。蓄热系数描述了热量从一种物质转移到另一种物质的速度和程度。如果你触摸的东西有很高的蓄热系数,热量就会从你的皮肤转移到材料,从而产生凉爽的感觉。

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蓄热系数可以表征人类对不同材料的触感

一个材料的蓄热系数值越高,触摸它时就会感觉越凉爽。相反,这个值越低,触摸这个材料就会感觉越温暖。例如,空气的蓄热系数值为6,天然橡胶为518,人体皮肤为1360,银为23688。即使是在相同的室温下,因为银的蓄热系数更高,所以感觉银比橡胶更冷。

在冬天的早晨,不同的蓄热系数让你更喜欢穿着羊毛拖鞋,而不是光脚踩在冰冷的硬木地板上。这是因为木材有较高的蓄热系数值,所以感觉更冷。另一方面,如果你起床后穿上羊毛拖鞋,脚趾会感觉超级舒适,因为脚和拖鞋之间的蓄热系数值接近。同样的原理也适用于运动t恤。Susan L. Sokolowski想要找出具有蓄热系数值的材料,以便人们准备在酷暑中进行即兴篮球比赛时,可以选择一件能让皮肤感到凉爽的t恤。

【蓄热系数比较】

那么,什么材料制成的t恤能给运动员带来最好的凉爽触感呢?为了弄清这个问题的真相,Susan L. Sokolowski团队收集了七种不同运动t恤材料的蓄热系数数据,包括聚酯、再生聚酯、人造丝、羊毛、尼龙、棉和氨纶纤维。为了保证公平,所有的面料都是用相同的方式制作的,使用的是普通的针织衫结构。

针织衫结构有明显的正面和背面之分。正面有垂直排列的针织线,是t恤的外表面。而背面是水平组装的缝线,通常在t恤的内部。

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针织衫的正面(左)和背面(右)有着不同的蓄热系数

通常情况下,人们可能都认为由100%可回收聚酯纤维材料制成的衣服最凉爽,而棉质的衣服效果最差。但是在Susan L. Sokolowski团队的实验中,结果却恰恰相反。可回收聚酯纤维制成的织物,蓄热系数值最低,编织的T恤会让你的皮肤感觉很热。数据显示,具有最高蓄热系数值的织物是用95%的棉和5%的氨纶编织而成的,这是夏天穿着的最优选。

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材料的蓄热系数越高,摸上去就感觉越凉快

但是,纤维的类型并不是影响蓄热系数的唯一因素。Susan L. Sokolowski团队发现,接触皮肤的材料背面的蓄热系数比正面的要高。因为大多数t恤都是用针织面料制成的,如果你觉得自己有点冷,简单地把衬衫翻过来穿可能会有帮助。

【除了蓄热系数,还需要考虑很多】

虽然材料的蓄热系数是凉爽触感t恤的一个重要设计属性,但它并不是唯一需要考虑的事情。

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除了蓄热系数,吸汗、通风、宽松等都需要纳入考虑

吸汗——让一种材料能够将汗液从皮肤输送到环境中以促进蒸发也非常重要。汗液从衬衫面料上蒸发能够使你感到凉爽。更重要的是,穿过t恤的空气也可以帮助你降温,这可以通过通风孔或网眼来实现。

当然,「 高分子科学前沿」此前也有报道,康奈尔大学的研究人员模仿人体皮肤的汗液排出模式,设计了一种“仿皮肤”定向传输液体织物,该织物在超疏水性基材上形成了具有单向液体传输的空间通道,像“汗腺”一样,既能很好地将汗液排出,又可以排斥外部液体污染物,其透水率是市售最好的商用透气性织物的15倍。同时该织物还具有优异的耐磨性,循环超过10000次性能没有明显变化!

 

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此外,材料也可以设计得更宽松和透气。紧绷的衬衫不仅让人感觉黏黏的,不舒服,同时还会减少空气流动,让你感觉更热。而透气性太差的材料只会让你更闷热,天热的时候谁还需要它呢?

凉爽且高科技的t恤设计可能相当复杂,但只要仔细的考虑和平衡细节,你可以通过蓄热系数、吸汗、透气、宽松以及减少绝缘性这几个方面挑选出穿上去最凉爽的T恤,当然了,最重要的因素,是要让你看起来很酷。

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