保暖性能最好的面料

如题所述

从传统材料里面分析,羽绒最为保暖无疑,可是还要说最理想的情况是静止空气云云,既然geek,那咱们就好好geek一下。

最保暖的材料是Aerogel,(中文:气凝胶)。即使作者补充不要建筑材料,要能穿在身上等等,这点也没错因为aerogel材料已经用于服装了,只不过售价很高$400-550。(其实还是比貂便宜不少)
使用该材料的品牌有Champion,Hugo Boss(售价超过一千刀),Burton(貌似停产),Russell outdoors,New Rockey【海淘代购看运气】

Man to climb Mount Everest in ‘Supersuit’
from

不过东北的气候也许还没冷到要穿该材料衣服,因为隔热性能极强,会有过热的问题。
所以还是赞同 @BABAB ABABA,去买专业的户外装备insulated jackts,最便捷体验一下科技的力。

-----------------------何为气凝胶----------------------------
伸手党们,链接来了。维基百科--气凝胶
隔温性能超强

该材料超轻,是目前已知最轻的固体(下图为碳气凝胶)

----------------------------------------------------------------
图片来源:维基百科,http://nbcnews.com

相信科技的力量。
编辑于 2014-12-18 · 著作权归作者所有
赞同 1K
评论
更多回答

奥肯
退休老杠精 服饰电商
不赞同高赞的气凝胶,要研究衣服的话,建议先看下《纺织材料学》,气凝胶只是材料,不是纤维,更不是织物。气凝胶之所以保暖,是因为在很小的质量下,静止大量空气。可现在病没有气凝胶并没有纤维化的技术,就算气凝胶纤维化,静止空气的能力能否保留也存疑。

作为与气凝胶的对比,羽绒能保暖,是纤维之间能固定空气;合成保暖棉能保暖,是纤维做成中空管,纤维管道和纤维之间能静止空气。

在气凝胶的应用上,波司登的登峰系列羽绒服,只有在保护手机的口袋夹层使用气凝胶材料。

还有些公司宣称使用气凝胶纤维填充物,其本质是混有气凝胶材料的聚酯纤维,依然是聚酯纤维的保暖效果,只是为了找卖点。

-----------

到底什么材料的衣服是最保暖的?

现阶段,北极熊的皮毛,是地球上保暖最好的衣服。

我们冬装里填充的保暖棉,羽绒服和棉服的热反射技术,都用到了北极熊皮毛有关的仿生科技。

在极寒天气,风和水才是真正的敌人,可即便在最冷的天气,北极熊也能在冰山上玩耍,在冰冷刺骨的海水中游上10多千米。

北极熊的毛是一根根中空而透明的毛管
北极熊身上的毛有两层,外层是含有油脂的防水针毛,游泳时能防止海水侵入,里层是保暖绒毛。将北极熊的“白毛”放在电子显微镜下,会发现北极熊的毛不是白色的,而是一根根中空而透明的毛管。人类肉眼所看到的“白色”,是因为毛的内表面粗糙不平,以致把光线折射得非常凌乱而形成的。

北极熊中空毛管中,存在大量静止空气,而静止的空气是导热最低的材料,所以北极熊的毛是绝佳的保暖纤维。同样,羽绒之所以保暖,也是绒丝之间锁住大量静止空气来保暖,与北极熊的毛异曲同工。

北极熊在“透明”的毛下还有一身黑色的皮,我们从它们的鼻头、爪垫、嘴唇以及眼睛四周的黑皮肤上就能窥见皮肤的原貌。

黑色的皮肤有助于吸收热量,研究人员研究发现,北极熊特殊的透明毛管,能让空气中的高能紫外线沿着毛芯内部通过,反射到毛下黑色皮肤上,转化成热能,皮下的血液将热能输送到全身。

北极熊毛可反射热辐射,在热成像摄像机中几乎是隐形的,只有头部鼻头、嘴巴等部位有热量
不仅如此,北极熊的毛还能反射红外线辐射。北极熊和人一样,都是恒温动物,每时每刻都在散发热量,即热辐射,北极熊的毛裹住身体,可反射身体的热辐射,减少了热量散发,从而保证了体表的温度。

「北极熊毛片仿生产品」

北极熊的皮毛,防水又保暖,可吸收紫外线吸热,又能阻挡身体热量散发,一系列神奇的构造,成为世界上最保暖的衣服,也给人类很多灵感,研发出相关仿生产品。

比如,以北极熊毛的结构,制作出外层防水,而内部是中空管状保暖棉,PrimaLoft、3M新雪丽、杜邦Thermolite等,都是这原理。

杜邦Thermolite仿北极熊毛研发的七孔保暖纤维,还有四孔纤维、单孔纤维等

PrimaLoft保暖棉,以北极熊毛与原型的保暖棉拒水效果

保暖棉制成的棉服,在冰水中,或在潮湿状态时,依然拥有95%以上的保暖效果
早期宇航服的构造,有数道铝箔夹层,就是仿北极熊毛,反射身体的热辐射来保暖。

2019年10月15日,美国航天局15日发布了具有更大灵活性和更高安全性的下一代宇航服,左侧这种舱外宇航服可在零下约157摄氏度至零上约121摄氏度之间的温度条件下工作,保护宇航员不受辐射、月尘和微流星体侵害。

美国哥伦比亚户外的奥米热能反射科技,就是使用银色聚酯纤维纱线,制成衣服的保暖内衬,就这一层薄薄的内衬,就能增加羽绒服20%的保暖效果。

Columbia Omni Heat奥米热能反射技术宣传图,一直令我印象深刻。
以北极熊毛皮的仿生科技,还在不断开发中,并且有望超过北极熊皮毛的保暖效果。

冻结纺丝纤维横截面,有非常多的孔道,可在很小质量下固定空气
2018年,料科学的《先进材料》学术周刊,发表了浙江大学柏浩教授团队的研究成果, 模仿北极熊毛的结构,将蚕丝溶解于水中,制成含水量达95%的纺丝溶液。之后,再用注射器将混合物慢慢注入一个低温装置中,形成直径约为200微米、含有冰晶的冷冻多孔纤维。最后,再通过冷冻干燥,让纤维中的冰晶升华留下众多有序的片层孔。

“我们惊讶地发现,这种材料的导热系数比原本的北极熊毛发还要低,保暖性也更强”,柏浩说道。

这种隔热纤维,和北极熊毛一样,通用可以反射身体的热辐射,减少了热量散发,还在热成像设备前,达到“热隐身”效果。

未来的冬天,我们或许可告别厚重的外套,披一件薄如蝉翼的“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……

柏浩也已获得了这项冻结纺丝技术的专利,他希望能把这种织物发展成商品。并且,他也很看好自己的成果在工业、军事等领域找到用武之地,“若用它来生产军服,就可以隐藏士兵的踪迹了。”

但同样研究冻结纺丝技术的法国科学家认为,柏浩的目标可能无法再短期内实现。“以目前的技术而言,生产一件织物的过程过于费时,还无法达到量产的水准。”

--------------------

我个人的看法是,现阶段,适合作为人类衣服的,是北极熊的皮毛一体大衣。与北极熊皮毛大衣接近的,还有海豹、海象等生活在极地的动物皮毛,爱斯基摩人就使用海豹皮缝制派克大衣

服装发展很快,背后的纺织行业进展并不快,除了新品研发出来,还有低成本的量产化,以及商业化,还每一步都太难了。所谓的黑科技保暖衣服,一茬接一茬的出现,可又都死掉了。要么是瞎吹,要么是无法解决量产成本。

Nudown
像Nudown这种充气棉服,2014年诞生时也曾有国内高光时刻。使用Polartec Neoshell做外层面料,大身以外的区域填充皮棉,大身使用充气保暖方案,天冷就多充点气,为了解决透湿,腋下等出汗部位都带拉链。这种看似还算靠谱的解决方案,现在也是半死不活的状态。

真正的黑科技新品,初期的量产都是军队应用。在中国,如果能有一家企业,能把“气凝胶”、“冻结纺丝纤维”或相似新品,做到量产,还能卖出去,那这家企业,一定是际华。

参考资料
北极熊与北极熊毛的图片,转自Nationalgeographic
《用多孔仿生纤维 织就一款北极熊“毛衣”》科技日报
柏浩,2015年9月起,任浙江大学化学工程与生物工程学院研究员、博士生导师,浙大官网可查。柏浩教授1983年出生于重庆,本科2006年毕业,和我同年……真心服气
编辑于 2019-12-23 · 著作权归作者所有
展开阅读全文
赞同 83
评论

高天琦
专业玩多肉一个多礼拜。摄影穷三代受害者。
科技水平允许的话,穿一件静止空气外衣(感谢DerCampus指正)才是最保暖的。

但科技不允许。

那么,什么材料能保存的空气最多,什么材料就最保暖。

什么材料保存空气最多?

羽绒。

人体是一个恒温体,自身就是一个发热源,不断产生热量。这些热量需要释放,如果热量释放较少或较慢,人体就会感到热,比如夏天;如果热量释放的较多或较快,人体就会感到冷,比如冬天。

当人体感受到冷时,会自觉添加衣服。添加衣服并不是人类的本能,而是一种生活经验。为什么添加衣服就能保暖呢?所谓保暖,其实就是阻止热量流失。

热量流失主要有三种形式:热传导、热对流、热辐射(热辐射是指每个发热体都会向四周辐射电磁波,这种热的传播形式主要体现在微观领域,本次并不做赘述。*20世纪80年代,美国为宇航员研发的新型材料太空棉,即是通过在纤维中添加铝箔片,导致人体辐射出去的热量被铝箔片反射回人体,同时使人体细胞加速运动,完成保温的效果)。

如果穿着一身铁皮制作的衣服,照样会感觉到冷,因为铁皮是良好的导热体,热传导率很高。常用的衣服材料,热传导率均较低,其中以羽绒的热传导率最低(5.930),羊毛的热传导率要比羽绒高15%左右(6.986),棉花的热传导率要比羽绒高39%左右(9.717)。

除此之外,还有一个指标可以衡量纤维的热传导效果,就是保温率。数值越高保温效果越好。羽绒的保温率在常见纤维中最高(81.3%),羊毛的保温率要比羽绒低6.5%左右(74.81%),棉花的保温率要比羽绒低18%左右(63%)。

热传导率和保温率二者相结合即可得出“在厚度相同的前提下,羽绒的保暖效果最佳”的结论。

但是,虽然数值上占优,但是如果将羊毛或棉等材料的厚度增加,其保暖效果可以超越羽绒。这符合人类的生活经验:衣服穿的越厚越保暖。

人类还有另外一条生活经验:衣服穿得越厚越显得笨拙。况且,保暖效果再好的纤维,依然无法做到0热传导率、100%保温率。能做到这样“绝对保暖”的材料,只有空气。比如家里边窗户上经常安装的“双层玻璃”,两层玻璃之间就夹带着一层空气。装有双层玻璃的房间里,通常会感到更暖。

既然如此,那我们光着身子站在空气当中,应该不会感到冷喽?

因为热量散失的第二种形式是“热对流”。当贴近你身体的那层空气吸收了身体散发的热量后,密度会变轻,根据大自然的原理,密度轻的空气会自动上升,空出来的地方就自动被旁边的冷空气补充了。因此人体身边的空气始终都是冷的,因此会感觉到冷。

只要在地球的重力环境下,在一个开放的空间,空气的对流是无法避免的。倘若是在失重的环境下,空气的对流停止,那么即使空气温度是0度,人类光着身子也不会感觉到冷,因为贴近身体的那层空气是热的。相当于一层热空气附着在人身体上。但前提是人不能移动,因为这层热空气只停留在那个地方,并不会跟人体一起移动。

那么如何在地球重力的环境下穿一件“空气衣”呢?穿一层中空玻璃显然不现实,那就穿一层塑料膜,里边充满空气,这层空气是静止的,密封的,无论人体怎么移动,都会跟着移动。形象的说就像是套在一个气球里,只露出鼻子呼吸。首先一下子变成了卡通人物不说,人体除了散发热量之外,还会散发湿气,在封闭的环境下湿气无法被排出,人体也会感到非常不适。毕竟皮肤也是需要空气交换的。

其实,说到这里,其实可以先提出一个结论:纤维本身是无法保暖的,只是纤维中夹带了能保温的空气,才体现出保温的效果。纤维中夹带的空气的多少,直接影响纤维的保温效果。

那么,为什么同样都是纤维,相同厚度下,羽绒的保温效果最佳呢?

这可以先从羽绒的分子结构来分析:

1.大分子在形成羽绒纤维时呈卷曲状,因而形成了大量空洞。这导致羽绒的每一条绒丝均是中空的,里面充满空气,而空气是最好的保温材料。

2.在每一朵绒朵中,都包含着几十根结构相同的绒丝,每根绒丝之间到存在着一定斥力,使每根绒丝之间的间距保持最大,理论上能存在更多空气。

3.每一根绒丝中,都长有许多二阶绒丝,当众多羽绒混在一起时,二阶绒丝相互交缠、重叠,形成阻止空气自由流动的多重屏障,加大空气的对流难度。

羽绒纤维呈放射状,因此远比呈线状的羊毛、棉等纤维储存的空气多,因此保温效果最佳。

当然,之前有提到,羊毛、棉等纤维,如果加大它们的厚度,其保温效果可以超越羽绒。但会感觉臃肿。

因此,若室外温度较低,人类想通过穿衣服的方式保持同样的体表温度的话,无论是羽绒、羊毛还是棉,都可以达到要求。

但穿羽绒服装,其厚度远远要低于穿羊毛、棉类服装。

关于各种纤维的蓬松度,经过试验,在纤维体积一定的情况下,其包含空气之后的集合体体积越大,则证明能有效控制的空气体积越大,则保暖性越强;其质量越小,则证明其越轻。实验结果表明,在纤维体积均为1立方厘米时,羽绒纤维的几何体体积最大(382.56立方厘米),是羊毛纤维(101.24立方厘米)的三倍多,是棉纤维(76.92)的五倍多。同时,羽绒纤维的质量最小(1.14g)为羊毛纤维(1.32g)质量的86%左右,为棉纤维(1.54)的74%。

证明羽绒纤维能有效控制的空气体积最大,同时最轻。

从维度的角度,也可以看个究竟。

根据欧式几何的理论,几何体的维度为1、2或3,均为整数值。但自然界中的纤维经过长期进化,并不全是整数值。通过计算机模拟,羽绒纤维的维度为1.66左右。

我们知道,一维的几何体只有长度的概念,二位的几何体有了表面积的概念。用通俗易懂的话来解释,可以这么理解:介于一维和二维之间的几何体,只要维度没到二维,无论在数值上离二有多远,都可以理解为拥有非常小二维特性,即表面积;但维度值越接近二,则表明拥有越大的一维特性,即长度。因此羽绒纤维的维度为1.66可以理解为:拥有相当小的表面积但拥有较大的长度。可以用来比较的是,羊毛和棉纤维的维度值,接近于1.0。即证明羽绒纤维在同样的表面积下拥有更长的长度。

羽绒纤维的维度介于一维与二维之间,由于一朵羽绒中,各条绒丝呈放射状空间分布,因此一朵羽绒的维度介于二维与三维之间,可以理解为拥有相当小的体积,但拥有相当大的表面积。相比之下,羊毛和棉纤维并不具备放射状的空间分布。因此,绒朵可以锁住的空气最大。

同样是羽绒服,保温效果也会有不同,主要体现在三个方面:充绒量、绒子含量、蓬松度。

首先来看充绒量:

1.同等体积下的空间中,充绒量越多,羽绒越厚。

2.当充绒量达到一定质量时,羽绒的厚度上升趋势减缓。

3.存在一个值,当充绒量达到这个值时,羽绒的厚度达到最高点(饱和)。

4.绒子含量越高,这个饱和值越低。

厚度达到最高点,也就意味着,羽绒中含有的空气达到最多。

当充绒量达到饱和后,保温率最高,热传导率最低。若继续添加羽绒,羽绒制品的保温率会略有下降。

其次来看绒子含量:

1.充绒量一定的情况下,绒子含量越高,保温率越高、传热系数最低。

2.充绒量一定的情况下,绒子含量达到一定值时,保温率和传热系数趋于稳定。

3.在充绒量接近饱和的情况下,绒子含量对羽绒制品的保温效果影响较小。

最后看蓬松度:

1.充绒量一定的情况下,蓬松度越高,羽绒被的保温效果越好。

2.绒子含量的多少,直接影响到蓬松度。

3.经试验证明,鸭绒的绒子含量较高时,绒子含量每增加一个百分点,蓬松度约增加2.8。

4.蓬松度还与绒朵大小有关,绒朵越大,蓬松度越高。

绒朵的大小取决于鸭子的生长天数。生长时间越短的鸭子,绒朵的大小越小,绒朵的产量越小(但食用价值较大);相反,生长周期越长的鸭子,绒朵的大小越大,绒朵产量越大。(但食用价值越小)。一般来说,成长周期较长的鸭子,鸭龄成年后,会在每年春天换绒,已经完全成熟的绒朵自然脱落,此时的绒朵最大,成熟度最高,但人工成本较高。
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2020-10-12
保暖内衣什么面料好

第一类:纯棉内衣。最传统的单层内衣,轻柔透气,但由于质地较薄,比较适合春秋天穿。
  第二类:纤维性保暖材料内衣。多采用棉、毛、腈纶、涤纶等面料,夹层采用棉、羊毛、驼绒等絮片作为填充料。优点是透气、导湿性能较好;缺点是穿着显得臃肿、厚重。
  第三类:太空棉保暖内衣。它的面料采用棉、毛丝、化纤等,在内夹层絮片镀上金属薄膜。它的优点是比较保暖、防辐射;缺点是透气、导湿性差,穿着时有丝鸣声。
  第四类:夹层含有ICCP材料的保暖内衣。它采用了棉、毛、丝、莱卡等面料,夹层中的ICCP材料也由最初的无孔发展到有孔直到现在的网状薄膜。面料与夹层之间的固定也由用胶水黏合到采用特殊工艺复合到一起。
  第五类:舒适保健型保暖内衣。此类产品自称其含远红外纤维和20多种微量元素,远红外线能在体内进行能量转换,调解机体免疫力。
  第六类:蚕丝保暖内衣。传统蚕丝保暖内衣(俗称丝绵袄)填充物为蚕丝,具有绿色健康、质轻柔软、滑爽、保暖等特性。另外还具有较强的恒温、透气、透湿性能,故穿着贴身保暖、轻爽舒适,且丝棉袄能防螨、抗菌、防霉。新工艺做成的蚕丝保暖内衣通过改进传统工艺,增加了六大优点:美观,样式多,可水洗,免翻新,更保暖。
第2个回答  2021-12-15
在大多数人的认知中普遍认为羽绒服是保暖效果很好的,近些年,各种新型材料被研发或发现,有很多材料被用作衣服中,比如石墨烯,碳纳米管,气凝胶等这些材料的使用,使保暖效果更上一层楼
第3个回答  2020-10-12
动物皮毛,比如鹅毛,鸭毛~
相似回答