俄罗斯顿河国立技术大学与德国罗斯托克大学的科研人员合作，开发出一种独特的防寒复合材料。据研究人员称，用这种新材料生产的衣服能够充分积蓄来自环境和人体的热量。相关论文发表在《应用科学》杂志上。

在服装生产或建筑中，具有相变特性的物质被用来提高材料的热效率。它们能够积蓄热量，并通过改变其相态迅速释放热量。通常，这些物质以微胶囊的形式施加到待改进材料的结构中。研究人员认为，在开发耐热服装时，必须计算出活性成分施入纺织材料和聚合物材料中的最佳结构和方法。

顿河技术大学企业与服务学院结构设计、技术与艺术设计系研究生叶卡捷琳娜·卢科亚诺娃称，我们的材料同时具有优良的隔热性能和较小的比容。这能使生产的防寒服在不降低使用性能的情况下减少厚度。这种多组分材料具有复杂的结构和热物理性能，需要进行复杂的研究。这种新型复合材料是三维聚酯纤维基质，其结构内施加了具有相变特性胶囊的聚酯绒毛组分。基于合成纤维的材料不仅具有良好的耐磨性，而且具有高孔隙率，有助于保持衣服内的热量。

该大学同院系教授伊琳娜·切鲁诺娃表示，我们研制的新材料属于蓄热型复合纤维材料，能够保持热量，并在冷却时将热量释放给人体。这种复合材料作为生产冬季外衣的主要三维隔热组件尚未被使用。早期微胶囊化的纺织材料通常用于相对较薄的织物，适合于生产内衣或衣服的夹层。

那么，防寒材料，还有哪些也是种子选手呢？

1、能耐-40℃！受耐寒植物启发的抗冻水凝胶！

受自然界耐寒植物的启发，天津大学化工学院生物化工系张雷教授课题组将两性离子渗透物（甜菜碱或脯氨酸）引入导电水凝胶。他们通过一步溶剂置换法将两性离子渗透物引入含NH4Cl的海藻酸钙/聚丙烯酰胺（PAA）凝胶，研究了所得水凝胶在低温（-40℃）下的抗冻能力、电导率和机械柔韧性。同时，使用该水凝胶制造了两种柔性传感器，并研究了它们在低温下的应用。

基于该水凝胶在低温下的优异性能，作者演示了其在传感器领域的潜在应用。在-40℃时，制备的电容式传感器的电容可以发生可逆变化，而且灵敏性不会因手指反复按压而降低，未来可应用在软体机器人和键盘领域。将凝胶与电极连接即可制成电阻式应变传感器，在-40℃条件下可以对不同拉伸倍数进行重复响应，可用于在恶劣环境下监测人体的运动。

2、浙大研发人造纤维 抗寒堪比北极熊毛

天寒地冻的冰雪世界里，北极熊们自带一身最抗寒“皮草”繁衍生息。浙江大学化学工程与生物工程学院柏浩教授团队受此启发，用独特的“冻纺”术纺出一根根人造纤维，隔热性能可与北极熊的毛发媲美。穿上这身人造纤维编织成的“毛衣”，小兔子成功逃过了红外相机的追踪。

多孔材料用于保温在生活中并不稀奇，比如用于保温的泡沫塑料，也是一种多孔结构。柏浩团队面临的挑战是，他们想做出世界上独一无二的仿制“毛”，用于穿戴，这要求除了微观结构要逼真外，其材质、强度、舒适度等都要达到可穿戴要求。

经过一年多尝试，团队开发出一种“冻纺”术，用天然的蚕丝蛋白纺成纤维，其结构与隔热功能都可与北极熊的毛媲美。

在玉泉校区的实验室里，记者看到了这台自动“纺纱机”。浓度为5%的蚕丝蛋白水溶液，被针头缓缓地注射穿过一个冰冷的铜环，水溶液中的水遇冷瞬间凝成了冰晶，水溶液被重新“塑形”成为连续的纤维。在这个过程中，冰晶发挥了“塑形”的功能，不但形成了纤维的“骨架”，也在纤维内部形成了有序的空间。这些纤维经过冷冻干燥，冰晶蒸发了，便留下一条条由蚕丝蛋白组成的纤维，外形酷似北极熊的毛。

这一仿生隔热纤维展示了美好的应用前景：未来的冬天，我们或许可以告别厚重的外套，批一件薄如蝉翼的“毛衣”便可出门；野外作战的士兵，在“热隐身衣”的保护下，可成功躲过红外探测。

文章来源： 科技日报，高分子科学前沿，浙江日报