把科技穿在身上,既有温度也有风度******
仿造鹅绒、碳纳米管加热膜、人体红外反射材料……
把科技穿在身上,既有温度也有风度
在刚刚过去的春节假期,受寒潮天气影响,全国部分地区气温大幅下降,处于“速冻”模式中。
来自中央气象台的信息,节日期间,我国东北、华北部分地区,气温创今冬新低,黑龙江省漠河市最低温度甚至跌至零下53摄氏度。
为了防寒,连不少“要风度、不要温度”的年轻人,都穿上了厚实的外套。
不过,想御寒保暖,不必非要把自己裹成“粽子”。如今,用在冬衣上的“黑科技”能够帮助人们“既有风度、也有温度”。
“人体热量的散失是由于热传递造成的,热传递有3种基本方式:传导、对流和辐射。”天津工业大学纺织科学与工程学院高级工程师、博士生导师夏兆鹏在接受科技日报记者采访时介绍道,为了达到保温效果,在设计上冬季防寒衣物要尽一切可能减少热量经由这3种途径流失,冬季保暖材料及保暖服装也都是围绕着这一原理进行研发和设计的。
仿造鹅绒:
即使被浸湿也能实现保暖效果
“冬天人体与外部低温环境间存在巨大温差,这就造成热传导,即热量会从温度高的地方传导到温度低的地方。如果在衣服中加入低导热系数的高蓬松保暖填充物,就可以阻止热传导,进而减少人体热量散失,达到保暖的目的。”夏兆鹏介绍道,这类保暖填充物主要起阻隔热传导的作用,目前比较常见的天然材料有棉、毛、羽绒等,比较常见的化学纤维材料有中空涤纶、喷胶棉等。
与传统保暖填充材料相比,近年来出现了一些新型保暖填充材料,其中具有代表性的就是仿鹅绒结构高保暖絮片。这种填充材料不仅保暖性强、轻便,而且在潮湿的环境下依旧可以持续保暖。在2022年北京冬季奥运会上,中国运动员的防寒服中就用这种仿鹅绒结构高保暖絮片作为填充材料,其在完全浸湿的条件下仍然能够达到98%的保暖率。
“仿鹅绒结构高保暖絮片的主要成分是与鹅绒纤维直径长度相差不大的仿造鹅绒,同时混入远红外涤纶和热熔涤纶。”夏兆鹏解释,其中仿造鹅绒以中空涤纶和Y形涤纶为主体,这两种涤纶可以最大限度地储存静止空气,而静止空气可以较好地保存热量。此外,即使是在被水浸湿的情况下,中空涤纶和Y形涤纶依然可以储存一定的静止空气。
仿鹅绒结构高保暖絮片能够克服天然鹅绒显臃肿、有异味、易跑绒和价格高等缺点,同时具有超轻、超薄、湿态保暖、高蓬松度等特点,而且洗涤后回弹性好、不缩水、保暖率不降低。
碳纳米管加热膜:
通电即发热,温度可调控
采用加热材料制作的电热服是国内外研究最多的冬季服装之一。
“常见的加热材料有镍铬加热丝、复合加热丝、碳纤维加热丝、碳纳米管加热膜等,这些材料被内置于衣服中制成电热服,当电热服连上充电设备后,电流经过衣服内部的加热材料就会产生热量,仿佛把电热毯披在身上。”夏兆鹏介绍,除此之外,该类衣服还内置了传感器,通过蓝牙即可实现对衣服的智能控温,用户只需要下载一个App,就可以用手机随时调整衣服的温度。
其中,碳纳米管加热膜作为控温加热系统中的重要元件,具有非常好的应用前景。“碳纳米管加热膜可以反复水洗,耐弯折次数达到10万次以上,而且薄膜厚度约为几十微米,具有非常好的柔性,发热效率大于65%。”夏兆鹏补充道。
除此之外,价格相对便宜的金属丝线性加热元件,如镍铬加热丝、复合加热丝等,也是加热“能手”。
“金属丝类材料具有高导电性、良好的电加热性能,且具有传感、电磁屏蔽等性能。以复合加热丝为例,其是在金属丝中添加了钼,既减少了金属的氧化,同时还可以提高金属电加热元件的耐用性。”夏兆鹏介绍道,将含有钼的金属丝,通过冷拉伸工艺变成微米级金属微丝,使其由金属丝转变为纤维。该纤维可以与聚酯纱线混纺制备成纱线,用其制作出的织物具有导电性。
相较普通导电织物,这种导电织物的柔性及舒适性都有所提升。“其柔性及形态与传统纤维及纱线十分接近,舒适性也得到提升。”夏兆鹏表示,不过,这类制衣材料仍然存在不耐长时间水洗、比较重等缺点。
人体红外反射材料:
人体热辐射反射率可达60%
红外热辐射是人体热量损失的另一种形式,传统纺织品的红外辐射率高、热量损失快,有研究指出棉花不可避免地会以中红外形式辐射出人体50%以上的热量。而人体红外反射材料则可以通过将人体发出的红外波反射回人体的方式减少红外热辐射损失,以达到保暖的效果。
“人体红外反射材料多数由金属颗粒构成,这些颗粒以一种微结构形式存在,将此材料附在织物上,便形成了红外波反射层。该反射层可以把人体辐射的大部分红外波都反射回来,从而达到保温效果。”夏兆鹏补充道。
“人体红外反射材料通常被用来制作冬装外衣的内衬,一般其人体热辐射反射率可以达到60%,提高服装防寒保暖效果比较明显。”夏兆鹏表示,不过,如果长时间处在超低温环境下,由于人体辐射的热量有限,因此该材料或无法达到理想的保暖效果。
聚四氟乙烯微孔膜:
低温环境下既透气又防水
冬季户外可能会出现下雨、降雪、霜冻等天气,通过高密防水层阻挡雨、雪、霜的侵入,可避免因衣物内层保暖材料被浸湿而导致保暖系数降低、保暖效率下降甚至失效。
“防水材料是在高密织物外面附上一层聚四氟乙烯微孔膜、水性聚氨酯膜或者聚氨酯膜。”夏兆鹏解释道,聚四氟乙烯微孔膜每平方厘米有十多亿个孔,在低温环境下,这些孔洞的开孔率可以达到80%。该孔的直径比水蒸气分子的直径大700倍,因此人体产生的汗蒸汽可以从中通过,从而保持衣服的透气性。聚四氟乙烯微孔膜上孔的直径比一般水的直径小很多倍,因此外面的液态水无法通过,从而达到了防水的目的。(科技日报 记者 陈 曦)
东西问·中外对话 | 西方严厉制裁下,俄罗斯经济真的崩溃了吗?******
数月来,西方对俄罗斯制裁不断加码的情况下,俄经济虽遭遇困难,却也表现出一定韧性。然而,西方将货币和金融体系武器化的举动,正反噬其自身,并波及全球贸易与金融领域。
复杂因素交织下,俄罗斯和全球经济能否继续承受住难以承受之重?全球能源格局与全球化进程受到哪些冲击?这场危机,又带给世界各国哪些启示?
就此,中新社“东西问·中外对话”邀请中国人民大学国际货币研究所所长助理、研究员曲强,莫斯科国立大学大数据存储与分析中心执行主任阿列克谢·别洛希茨基,东方证券首席经济学家邵宇,深入解读局势走向。
别洛希茨基指出,西方误判了俄方韧性,随着国际贸易多元化,主导国际贸易体系的美元以及“美式和平”(“美式和平”是指二战后,西方视野中由美国主导全球经济、地区军事地位的概念)的影响力正在减弱。他认为,俄罗斯与西方的对抗,是在为其他国家争取更多主权铺路。
对话实录摘编如下:
俄罗斯承受制裁之重,
卢布强势回归
曲强:西方国家一直在实施严厉制裁,俄罗斯经济真的崩溃了吗?
别洛希茨基:在金融服务方面,目前在与盎格鲁-撒克逊世界的合作上存在一些技术上的困难。但正如我们所看到的,俄与西方国家的贸易仍在继续。由于他们先发起了制裁,现在他们必须找到避开制裁的方法,以继续合作。制裁的最初目标是在一个月内摧毁俄经济支柱,但我们还是承受住了挑战。
曲强:如何看待俄罗斯遭到金融制裁和外汇储备被冻结的情况?
别洛希茨基:西方国家实施制裁是想逼我们放弃主权,但他们误判了我们的韧性,没有预想到我们在乌克兰发起特别军事行动,(对后果)是早有准备的。我们总会找到新方法来进口必要的东西,出口所拥有的资源。西方在资源、农业、科技等方面,仍依赖于我们。
邵宇:冻结一个国家的外汇储备,实际上是有法律风险跟法律后果的。美国财政部长耶伦也提到,冻结一个主权国家如俄罗斯的美元外汇储备,看起来是不公平或者不合法的。
这意味着任何一个国家,特别是主权国家的货币可能因为意识形态或者其他原因被没收,这在整个货币体系包括不同国家的储备安全(方面),就会造成比较大的担忧。你不是我的朋友,我就把你的钱扣住,听起来有点像“黑社会”的做法。
曲强:我认为可能有99%的经济学家和金融从业者都作出了误判,西方在制裁一开始时让卢布贬到一文不值,现在又不得不买进。为什么卢布如此坚挺,这一情况会持续多久?
别洛希茨基:这实际上对经济来说是一个好兆头,因为最初,卢布与美元或欧元相比确实贬值了,但我们的政府尽一切可能稳定住了卢布和经济,停止了恐慌。所以中期和长期来看,我们未来不得不将卢布贬值回最初水平,可能要回到1月份的水平,当时大概是1美元兑70至80卢布。
最初我们让卢布升值,购买了所有必要设备来生产大部分商品。现在我们可以再让卢布贬值。这不是一个完美战略,但任何一种战略总是取决于它对经济中长期表现的影响。我认为它最后会奏效。
重塑全球地缘竞争及
能源格局
曲强:高昂的能源价格给俄罗斯带来收益,但这会对俄罗斯和世界经济造成负面影响吗?
邵宇:这个阶段,卢布的走强显现出俄罗斯抗拒欧美,特别是美国金融制裁的一定效应。它用必不可少的石油需求维护了自己货币的主权。俄罗斯在供应链中占有的重要地位,目前可能无法取代。
如果能对金融市场释放正面信息,市场能慢慢稳定下来的话,再考虑卢布适当贬值,可能会对能源出口有帮助。
但对全球而言,现在能源的价格非常高。能源转型的一个逻辑是,让传统能源保持在一个(价格)较高位置,大家就会往新能源方向转移。这种转型可能会对全球格局包括化石能源、传统能源的需求发生一些中长期甚至是革命性的变化。
曲强:如何看待美国对他国的制裁以及美元武器化?这会给全球化带来什么负面影响?
邵宇:全球化实际上就是人员、物资、技术、信息跟理念的全方位交流。我们习惯于把过去的全球化叫做全球化的3.0版,各国在其中扮演不同角色。
三类国家构成了全球化循环的完整结构。第一类是俄罗斯、乌克兰这样的能源或者资源型国家;第二类叫做生产型经济体,这些国家的经常账户盈余超过GDP 4%以上;最后一类消费型国家像南欧国家、美国,经常账户赤字占GDP 4%以上。
但现在不管是地缘冲突还是一些国家间的竞争,已经导致全球化结构断裂了。全球可能进入到一种地缘竞争更激烈、不同国家的联盟形成竞争集团的过程,有点像一战跟二战之间的一种低迷状态。
我们预测,这样一个状态可能会持续10年甚至更长时间,所以不管是资源型国家转型,生产型国家能力提升,还是约束消费型国家滥发货币,都要找到一个新的平衡,但这个平衡比较难达到。
资料图:卢布钞票。
俄挑战美元霸权,
俄乌冲突带来哪些启示?
曲强:俄政府正努力推动卢布与贸易伙伴国货币的结算,以越过美元主导的金融体系。这会对世界金融和贸易体系产生什么影响?
别洛希茨基:我认为“美式和平”的影响力正在减弱。我们真的不在乎我们使用什么样的货币。西方针对俄罗斯的政策让人大开眼界。
这种情况下,我们会看到国际贸易的多元化。随着越来越多的国家更分散、更独立地进行交易,从长远来看,我想美国有一天将不得不加入到这种公平、平等的贸易体系中。俄罗斯只是为其他国家争取更多主权铺路,同时,我们随时都有坐在圆桌旁谈判的准备。
邵宇:从短期来看,美元占市场份额80%,还是非常强劲的。货币不仅是用于交易,还用于投资,它有一个足够大的金融市场来吸收。上百年的努力,让美国得到了这种特权。
俄罗斯搭建跟其他国家的直接货币交易系统是一种尝试,短期来看,比较难以撼动美元现有的全球构架。但从长期来看,像冻结央行储备等不友好、不明智的举动,最终会撼动现在的货币体系。
我们可能期望有更多选择,包括多个清算系统、多种货币选择、电子货币,数字货币等全新的考量。
曲强:从乌克兰危机当中,可以总结出哪些应对思路?
别洛希茨基:长期发展才是最重要的,(俄罗斯)要不断调整以在未来能存活和发展下去。我们只能依靠平等稳定的伙伴关系。因此,我认为俄罗斯应该和欧洲、美、英等国在平等地位上进一步交流。不同国家有不同国情,而政府从来都是致力于国家主权和人民福祉的。这种世界才是我理想中的世界。
邵宇:俄乌冲突中的一系列制裁、技术细节等,其实对我们思想上的影响非常大。未来的冲突是全方位的,可能涉及舆论、传播技术、金融、贸易、能源、供应链等各方面。
我们要学到的就是怎么样去保证充分的自给自足,同时又能在经济循环方面,跟世界保持良好接触。
尽管我们可能跟世界进行各种竞争,但只要是良性竞争,大家保持相对开放的心态,遵循公平原则,未来不管什么样的冲突,都能安然度过,俄罗斯应该也一样。
(来源:中新网微信公众号)
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