在這個烈日當空,令人汗流浹背的夏天,你看到一則運動T恤的廣告,聲稱它是由一種能立即讓你的皮膚感到?jīng)鏊牟牧现瞥傻?。多么令人興奮啊!然而,這真的可信嗎?如果行得通,它的原理又是如何呢?
各公司已經(jīng)將所謂的“涼爽觸感材料”(cool touch materials)應用到各種產(chǎn)品中。如可以緩解潮熱的床單,可以緩解鼻子疼痛的面巾紙,或者可以讓你在一場艱難的面試中保持舒適的西裝——這些都是一些公司轉(zhuǎn)向涼爽觸感技術(shù)的方法。
俄勒岡大學的Susan L. Sokolowski教授的專注于體育產(chǎn)品的設計,主要研究能夠幫助運動員在炎熱的環(huán)境中保持涼爽的服裝材料。保持涼爽很重要,因為它會從心理和生理上兩方面影響運動員的表現(xiàn),而涼爽觸感材料則是提高表現(xiàn)的一種方案。
【測量材料的傳熱】
蓄熱系數(shù)(effusivity)是一種存在于所有材料中的傳熱特性,它包含了材料的導熱性、密度和熱容量。蓄熱系數(shù)描述了熱量從一種物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種物質(zhì)的速度和程度。如果你觸摸的東西有很高的蓄熱系數(shù),熱量就會從你的皮膚轉(zhuǎn)移到材料,從而產(chǎn)生涼爽的感覺。
蓄熱系數(shù)可以表征人類對不同材料的觸感
一個材料的蓄熱系數(shù)值越高,觸摸它時就會感覺越?jīng)鏊?。相反,這個值越低,觸摸這個材料就會感覺越溫暖。例如,空氣的蓄熱系數(shù)值為6,天然橡膠為518,人體皮膚為1360,銀為23688。即使是在相同的室溫下,因為銀的蓄熱系數(shù)更高,所以感覺銀比橡膠更冷。
在冬天的早晨,不同的蓄熱系數(shù)讓你更喜歡穿著羊毛拖鞋,而不是光腳踩在冰冷的硬木地板上。這是因為木材有較高的蓄熱系數(shù)值,所以感覺更冷。另一方面,如果你起床后穿上羊毛拖鞋,腳趾會感覺超級舒適,因為腳和拖鞋之間的蓄熱系數(shù)值接近。同樣的原理也適用于運動t恤。Susan L. Sokolowski想要找出具有蓄熱系數(shù)值的材料,以便人們準備在酷暑中進行即興籃球比賽時,可以選擇一件能讓皮膚感到?jīng)鏊膖恤。
【蓄熱系數(shù)比較】
那么,什么材料制成的t恤能給運動員帶來最好的涼爽觸感呢?為了弄清這個問題的真相,Susan L. Sokolowski團隊收集了七種不同運動t恤材料的蓄熱系數(shù)數(shù)據(jù),包括聚酯、再生聚酯、人造絲、羊毛、尼龍、棉和氨綸纖維。為了保證公平,所有的面料都是用相同的方式制作的,使用的是普通的針織衫結(jié)構(gòu)。
針織衫結(jié)構(gòu)有明顯的正面和背面之分。正面有垂直排列的針織線,是t恤的外表面。而背面是水平組裝的縫線,通常在t恤的內(nèi)部。
針織衫的正面(左)和背面(右)有著不同的蓄熱系數(shù)
通常情況下,人們可能都認為由100%可回收聚酯纖維材料制成的衣服最涼爽,而棉質(zhì)的衣服效果最差。但是在Susan L. Sokolowski團隊的實驗中,結(jié)果卻恰恰相反??苫厥站埘ダw維制成的織物,蓄熱系數(shù)值最低,編織的T恤會讓你的皮膚感覺很熱。數(shù)據(jù)顯示,具有最高蓄熱系數(shù)值的織物是用95%的棉和5%的氨綸編織而成的,這是夏天穿著的最優(yōu)選。
材料的蓄熱系數(shù)越高,摸上去就感覺越?jīng)隹?/p>
但是,纖維的類型并不是影響蓄熱系數(shù)的唯一因素。Susan L. Sokolowski團隊發(fā)現(xiàn),接觸皮膚的材料背面的蓄熱系數(shù)比正面的要高。因為大多數(shù)t恤都是用針織面料制成的,如果你覺得自己有點冷,簡單地把襯衫翻過來穿可能會有幫助。
【除了蓄熱系數(shù),還需要考慮很多】
雖然材料的蓄熱系數(shù)是涼爽觸感t恤的一個重要設計屬性,但它并不是唯一需要考慮的事情。
除了蓄熱系數(shù),吸汗、通風、寬松等都需要納入考慮
吸汗——讓一種材料能夠?qū)⒑挂簭钠つw輸送到環(huán)境中以促進蒸發(fā)也非常重要。汗液從襯衫面料上蒸發(fā)能夠使你感到?jīng)鏊8匾氖?,穿過t恤的空氣也可以幫助你降溫,這可以通過通風孔或網(wǎng)眼來實現(xiàn)。
當然,「 高分子科學前沿」此前也有報道,康奈爾大學的研究人員模仿人體皮膚的汗液排出模式,設計了一種“仿皮膚”定向傳輸液體織物,該織物在超疏水性基材上形成了具有單向液體傳輸?shù)目臻g通道,像“汗腺”一樣,既能很好地將汗液排出,又可以排斥外部液體污染物,其透水率是市售最好的商用透氣性織物的15倍。同時該織物還具有優(yōu)異的耐磨性,循環(huán)超過10000次性能沒有明顯變化!
此外,材料也可以設計得更寬松和透氣。緊繃的襯衫不僅讓人感覺黏黏的,不舒服,同時還會減少空氣流動,讓你感覺更熱。而透氣性太差的材料只會讓你更悶熱,天熱的時候誰還需要它呢?
涼爽且高科技的t恤設計可能相當復雜,但只要仔細的考慮和平衡細節(jié),你可以通過蓄熱系數(shù)、吸汗、透氣、寬松以及減少絕緣性這幾個方面挑選出穿上去最涼爽的T恤,當然了,最重要的因素,是要讓你看起來很酷。