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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)

挑战桥梁建设难关的“巾帼英雄”——记贵州公路集团总工程师张胜林******

　　【劳动者风采】

　　光明日报记者 吕慎 陈冠合

　　很难想象，一位看似柔弱的女子常年跋涉在人迹罕至的山川峡谷间，指挥建造起一座座巨大的桥梁。贵州公路集团总工程师张胜林就是这样一位巾帼英雄，她怀着改变家乡面貌的初心和使命，风雨无阻，矢志不渝，足迹遍布黔山贵水。

　　生在贵州的张胜林从小就对家乡千沟万壑、交通闭塞有着刻骨铭心的记忆，梦想着有一天能飞出大山。高考时，本来想学生物工程的她却被北京工业大学交通工程专业录取，从此就跟钢筋水泥打起了交道。

　　20世纪90年代初，正值北京城市交通蓬勃发展的时期，张胜林经常跟着老师和专家来到立交桥的施工现场，巨型的机械、构件，让她大开眼界。“那时我就爱上了造桥这项工作，迫不及待想把学到的知识用到家乡的建设中！”

　　1993年，刚毕业的张胜林作为一线技术员，参与了贵州省瓮安县江界河大桥建设。第一次去现场，为了寻找最佳的设备安装位置，她徒手爬上高梯，任务完成了，腿还在颤抖。

　　彼时，技术人员少之又少，张胜林一个人承担了项目测量、质检等多项工作。从底模制作、施工放样到安装模板、绑扎钢筋，再到浇筑混凝土、构件安装，每个工艺工序，她都在场。

　　大桥建成，张胜林坐在山岭高处，望着桥上的汽车和行人，幸福感让她忘却了时间，一坐就是几小时……江界河大桥就这样开启了她的梦想之门。

　　建设重庆江津观音岩长江大桥时，由于长江水流湍急，大吨位浮吊无法到达桥位区。她连续熬夜几十天，写下了一本密密麻麻的技术手册，创造出“门式浮吊拼装钢围堰施工工法”，不仅在长江上创造了一个枯水期完成深水基础施工的新纪录，还为该项目节约资金1158万元。

　　建设广州新光大桥时，没有可借鉴的资料，经过艰苦思索、反复试验，张胜林提出了一项新工艺——“拱肋大节段提升安装技术”，对推动行业吊装技术进步具有重大意义，该桥也获得了“詹天佑奖”和“鲁班奖”。

　　“赶上贵州交通发展的大好时机，我是幸运的。”张胜林说，党的十八大以来，在脱贫攻坚伟大事业的带动下，贵州高速公路、高速铁路建设进入了前所未有的繁荣期。

　　“我们贵州的造桥人都有创新基因，因为这里的每一座桥梁都像一件独一无二的艺术品。不仅外观造型不一样，更重要的是桥位区地形地质条件千差万别，设计施工都得拿出与众不同的方案。”

　　贵州大小井特大桥是世界最大跨径的上承式钢管混凝土拱桥，桥台所在山坡峰顶与河底相对高差约250米。张胜林带领团队运用大数据技术，实时数据远程自动传输、存储和报警，实现了塔架自动纠偏和索力自平衡。

　　在建设世界第一混凝土塔高的三塔斜拉桥——贵州平塘特大桥这一世界级工程建设及技术研究中，她组织研发了缆吊与扣挂自动化控制系统，实现了桥梁缆吊和扣挂施工智慧化和精细化施工，平塘特大桥也荣获第38届国际桥梁大会（IBC）古斯塔夫斯·林德撒尔奖。

　　30年来，张胜林参与和主持建造的大小桥梁不计其数，获得两项国家级工法、5项发明专利。她先后被评为全国劳动模范、全国三八红旗手、十大桥梁人物，被誉为“桥梁艺术家”“桥梁女神”“最美造桥人”。

　　“困难只能吓倒懦夫懒汉，而胜利永远属于敢于攀登科学高峰的人。”张胜林说，“每当遇到困难时我总用茅以升先生这句话激励自己，新时代呼唤无数迎难而上的科技工作者，我愿意成为其中一员。”

　　《光明日报》（ 2023年01月05日 04版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）