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)
中央农村工作会议系列解读⑯改善农村人居环境 加快农业农村现代化建设******
作者:常明,中国农业科学院农业经济与发展研究所
2022年中央农村工作会议强调,要瞄准“农村基本具备现代生活条件”的目标,提高乡村基础设施完备度、公共服务便利度、人居环境舒适度,让农民就地过上现代文明生活。农村要具备基本现代生活条件,首先要搞好人居环境。农村人居环境质量不仅关系到农民的获得感、幸福感和安全感,更是农村是否具备基本现代生活条件的直接体现。改善农村人居环境,是党中央从战略和全局高度作出的重大决策部署,是对农村居民美好环境需求的积极回应,是全面实现乡村振兴战略的有效举措。
党的十八大以来,中央政府出台了一系列农村人居环境治理支持政策,并取得了显著治理成效。截至2021年底,全国农村卫生厕所普及率超过70%,农村生活垃圾进行收运处理的自然村比例稳定保持在90%以上,47.6%的村生活污水集中处理或部分集中处理,95%以上的村庄开展了清洁行动。虽然农村人居环境整治工作取得了阶段性成效,但仍然存在进展不平衡、技术支撑不足、社会监督不完善、长效管护不健全、农民参与不充分、社会力量参与不足等问题。面向新时代新征程,完善农村现代生活条件,要稳妥有序推进农村人居环境整治提升,要从六个方面着手强化机制建设。
第一,建立健全分类推进机制。农村人居环境整治提升要充分考虑区域生态、经济、社会等因素的差异性,要与地方经济社会水平和发展能力相适应,也要同当地的文化和风土人情相协调。一是农村厕所改建要遵循实事求是、群众乐于接受的原则,根据区域的实际情况选择适合的改建模式,重点推动中西部地区农村户厕改造。二是要以可持续治理、资源化利用为农村生活污水治理导向,分区分类形成一批可复制可推广的治理模式。三是推动有条件的地方开展农村生活垃圾源头分类减量与资源化利用,探索就地就近就农处理利用路径,健全农村生活垃圾收运处置体系。
第二,建立健全技术支撑机制。既要鼓励科研机构企业加大新技术新产品研发力度,加快推出因地制宜的卫生厕所、生活污水处理、垃圾处理技术及产品,也要加大示范推广力度,积极开展试点试验,指导地方科学选择技术模式,还要建立设施设备建设验收、运行维护、监测、评估、管理服务等农村人居环境相关领域技术标准体系,强化全程质量管控。
第三,建立健全农民参与机制。农民是乡村的主人,在农村人居环境整治提升中,农民群众不仅是受益者,更是重要的参与者、建设者和监督者。要全方位、多形式加强舆论宣传教育,提升农户对人居环境整治的正确认识,并通过“美丽庭院评选”“积分兑换”等活动,提高村民在人居环境整治中的主人翁意识。更要鼓励村民参与整治决策,让有能力、有资格的村民成为人居环境整治工作的执行者和监督者。
第四,建立健全社会动员机制。动员社会力量,建立“共谋、共建、共治、共评、共享”的组织机制。突出基层党组织的领导效能的同时,调动整合社会资源,从而形成农村人居环境整治合力。既引导村集体经济组织、农民合作社等发挥积极作用,又以乡情乡愁为纽带,吸引和凝聚各方人士支持家乡建设。
第五,建立健全长效管护机制。着力构建系统化、规范化、长效化的建管用并重制度和机制。首先,根据人口、产业、功能等科学规划布局,完善村庄配套设施设备,建立健全市县责任主体、镇村管理主体、农民受益主体的“三位一体”管护责任体系。第二,要在村集体经济条件较好的地方,探索建立村级运营管护组织。第三,要推动农村厕所、生活污水垃圾处理设施设备和村庄保洁等一体化运行管护。逐步建立完善有制度、有标准、有队伍、有经费、有监督的农村人居环境长效管护机制。
第六,建立健全社会监督机制。通过强化监督与指导,实现社会监督常态化,提升农村人居环境治理效能。在完善监督机构、健全规范程序的基础上,通过“随手拍”“红黑榜”等活动建立监督奖惩机制,实现“人人监督人居环境”的良好氛围,激发村民有效参与的内生动力。同时还要基于人居环境整治过程中不同角色的定位与分工构建问责机制,推动问题及时整改。
农村现代化是建设农业强国的内在要求和必要条件,建设宜居宜业和美乡村是农业强国的应有之义。党的二十大报告也将“农村基本具备现代生活条件”列入了二〇三五年的总体目标。站在新的历史起点,要扎实开展农村人居环境整治提升五年行动,通过强化人居环境整治提升机制建设,逐步改善农村现代生活条件,为全面推进乡村振兴、加快农业农村现代化提供有力支撑。