近日,气温骤降,大家纷纷购置更厚实保暖的冬装。
而“航天级材料——气凝胶制造”的宣传语越来越多地出现在保暖类服装上,售价也不便宜。气凝胶到底是一种什么材料呢?是否真有防寒保暖奇效?
气凝胶是个啥?
气凝胶,是一类包络大量封闭微孔的三维网络结构材料,孔隙率高达80.0%~99.8%,孔径范围在1~100纳米之间。气凝胶结构的封闭微孔中存在着分散静止的空气,这就决定了具有气凝胶结构的物质具有低密度、低导热率的性能特点。
气凝胶材料的高隔热性能使其在航空航天、电子通讯、阻燃隔热等领域的应用非常广泛。如在航空航天领域,气凝胶材料用于飞行器的隔热罩、减速器的柔性热保护系统、空间推进系统的冷冻管隔热层、航天服等场景。
气凝胶怎么做衣服?
目前,气凝胶结构材料本身的力学性能很差,极易破碎和粉化,缺乏柔韧性和悬垂性,不太适合直接使用在日常纺织品和服装上。
纺织科学家也想了很多办法来改善这种情况,例如,将气凝胶粉末粘附于纺织材料表面;将含有气凝胶的涂层整理剂均匀涂覆在织物表面;直接采用制备气凝胶的溶液通过特定的加工工艺来制备气凝胶纤维;或者将气凝胶微粒加入纺丝溶液中来生产含气凝胶的化学纤维。但具体实操的时候,依然会面临很多问题。
保暖新概念,是夸大其词吗?
其实,气凝胶并不是一个新概念。它是目前已知导热系数最低、密度最低的固体材料,过去气凝胶材料的高隔热性能使其在航空航天、电子通讯、阻燃隔热等领域的应用非常广泛。
例如,在航空航天领域,气凝胶材料被用于飞行器的隔热罩、减速器的柔性热保护系统、空间推进系统的冷冻管隔热层以及航天服等场景。因此,从这个角度来看,气凝胶确实是一种名副其实的“航天级材料”。
如此说来,它真能带来比较好的保暖抗寒效果吗?
杭州的陈女士表示,她买过一款厚度为3mm的气凝胶外套,亲身体验下来,保暖效果挺好的。“拉链拉上以后,里面的温度计显示28度,甚至有点热。”
不过,我发现,在一些售卖气凝胶衣服的网店中,也不乏消费者的吐槽:“保暖效果和普通衣服没有什么区别”“真的不保暖,看来是智商税”……
消费者褒贬不一
或许是因为气凝胶
运用在服装材料上的技术
还不够成熟
“从原理上来讲,气凝胶用来保暖是可以实现的,而且未来发展前景较好。”东华大学纺织学院研究员李召岭介绍,然而,气凝胶的隔热性能虽然卓越,但它的力学性能却相对较差,容易破碎和粉化,缺乏柔韧性和悬垂性。因此,将其应用于日常纺织品和服装上仍存在一定的困难。不过,科学家们正在不断探索和研究新的方法和技术,以改善气凝胶的力学性能和可加工性,从而将其应用于更多领域。
并且目前气凝胶的成本较高,且大多不耐水洗,易碎,通常需要和其他的纤维材料复合使用,因此还有很多问题亟待解决。
目前,有关气凝胶在服装领域的使用还没有国家标准。“气凝胶的填充比例、厚度,与什么材料进行复合,结构设计等等,都会影响其保暖效果,市面上的气凝胶服装也存在良莠不齐的情况。”李召岭说。
可能有人会问,前面不是说航天服中使用了气凝胶材料吗?为什么不能用于普通服装呢?实际上,用于航天服中的气凝胶材料是一种强度较高、柔软性较好的聚酰亚胺气凝胶,这种材料目前仅用于一些特殊领域如航天服和防护服装中。
虽然航天服和防护服装也被称为“服装”,但它们是一种特种个人装备系统,不同于日常服装。这个系统需要各种材料和设备来实现人体与外界环境之间的湿热平衡。因此,虽然气凝胶材料在航天服和防护服装中有所应用,但将其应用于普通服装中仍存在许多挑战。
随着技术的不断进步和研究的深入,相信未来会有更多的创新和突破。虽然目前气凝胶在纺织品和服装领域的应用仍存在一些问题,但科学家们正在不断探索新的方法和材料来改善这种情况。总的来说,在现有的技术条件下,气凝胶材料在普通服装的防寒保温应用上仍然存在很大的局限性,工业化大规模生产和商业化应用的情况也并不常见。
目前市面上的“气凝胶服装”靠谱吗?
为了将气凝胶材料用于服装,人们做了很多尝试,但遗憾的是目前这些技术和工艺仍旧存在一些问题。
那么,为什么航天服中使用了气凝胶材料?其实,用在航天服里的气凝胶材料,是一种强度很高、拥有较好柔软性的聚酰亚胺气凝胶,这种材料目前只用于一些特殊领域例如航天服和防护服装中。
虽然也叫“服装”,但航天服和防护服装属于一类特种个人装备系统而不是简简单单的一件衣服,气凝胶材料作为保温隔热材料,只是该系统的一部分,还需要配备其他材料和设备来实现人体与外界环境之间的湿热平衡,是完全不同于日常服装的一个系统。
气凝胶目前尚未在纺织服装里面广泛运用,是因为它有另外一个特性——“脆”。
目前它的使用对象一般为相对固定的物体,比如我们刚刚所说的航天探测领域里面的航天外星探测车、宇航服等等。科学家也是想了很多的办法,希望能将气凝胶用在纺织品和服装上来提高防寒保暖性能,比如说利用粘合剂加气凝胶的粉末,或者在纺织材料的表面加上有气凝胶的涂层等等。听起来好像在服装上应用有点希望了,但是在实际操作的时候还是会面临很多的问题。
虽然目前气凝胶在纺织品和服装领域的应用仍存在一些挑战,但随着技术的不断进步和研究的深入,相信未来会有更多的创新和突破。纺织科学家们一直在努力探索将气凝胶应用于纺织品和服装中的方法,以提高其防寒保暖性能。他们尝试了多种方法,如利用粘合剂或纺织材料自身的粘着作用将气凝胶粉末粘附于纺织材料表面,将含有气凝胶的涂层整理剂均匀涂覆在织物表面,直接采用制备气凝胶的溶液通过特定的加工工艺来制备气凝胶纤维,或者将气凝胶微粒加入纺丝溶液中来生产含气凝胶的化学纤维。
总而言之,在目前技术条件下,气凝胶材料在日常服装的防寒保温上的使用依然有相当大的局限性,建议消费者留意查看相关产品使用气凝胶的材料和真实效果,不要盲目下单。
文章来源: 上观新闻,新闻坊,温柔智慧科普, 江苏广播
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