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进入冬季,南方人经常会羡慕北方人屋里有暖气。“有一种冷叫忘穿秋裤”这样的段子用来调侃衣服穿少时的瑟瑟感。下面要介绍的一款科技新产品,未来将有可能让南北不再有界线,冬夏穿衣没区别!
人类为营造舒适的生活和工作环境,每年在夏季制冷和冬季采暖上消耗大量的能源。这种为了达到体感适宜温度而加热或冷却整个建筑物的做法,造成令人难以置信的能源浪费。有人想到一个绝妙的创意:只对单个人体或人体周围的一个小区域进行控温,可能节省数量惊人的能量。
近日,一年一度的美国先进能源研究计划署(ARPA-E)能源创新峰会上(美国能源部)展示了一项新技术:可自动伸缩的控温织物。既能提高人体对环境的适应程度,又有望在节约能源上做出贡献,改善我们的生活。
美国先进能源研究计划署(ARPA-E)成立于2009年,隶属于美国能源部,是美国政府资助和促进先进能源技术的研究和开发的机构,它是参照美国国防高级研究计划局(DARPA)而建立的。
简单讲,我们穿的衣服即是一种隔热材料。保持人体舒适温度的最有效方法就是改变你穿着的隔热材料的数量:天热少穿些,天冷穿厚点。但这无疑是十分麻烦,无法实现自动调节温度。
针对这一问题,Otherlab是一个善于研究各种奇怪事物的科研小团队,而他们已经利用ARPA-E提供的资金开发出所谓的“热适应材料”——这种织物能够根据环境温度动态地改变其隔热性能。
当你见过织物原型后,一定会认为它是被施了魔法:温度上升时,织物变得伸展,隔热性能降低;温度下降后,它又开始收缩,形成空腔并封入空气,隔热性能提升。
视频虽然是以十倍速度快进播放的,但这种材料确实能够快速响应环境温度的变化——它从完全舒展到完全收缩仅需要1分钟左右的时间,再1分钟就又恢复到舒展状态。这种材料的布料若制成衣服,其保温效果相当于从一件厚T恤到一件厚的户外大衣之间进行切换,隔热能力变化了3倍,足以应对15℃的温度变化。
Otherlab团队的这项成果,最令人兴奋的地方是,它完全以被动的方式运行,没有电源、没有接线、也不需要控制单元,仅仅是普通合成纤维的组合,每种纤维有其不同的热膨胀特性。
通过对这些纤维的精心编织,形成特殊的结构层,当温度变化时,一种纤维伸展速度快于另一种纤维,从而引起织物层的长度发生显著变化。结果就像视频中展现的一样,温度降低时织物层形成了许多波浪状的空气隔热袋。
这一特性不会因磨损、洗涤或折皱而消失,因为压根就没有可被破坏的机械或电子部件,也没有使用什么能耗尽的化学品。不得不承认他们真是太有才了!除了令我们的生活变得更加舒适便捷外,还节约了大量的能源。
以下是Otherlab对该技术的自我评价:
根据环境温度变化而改变自身隔热性能的衣服,能使穿着者在更宽温度范围内保持舒适度。若在办公楼、学校或工厂的每个人都穿这种自适应材料的衣服,将会减少对供热或制冷的需求,从而显著降低能耗。若需要开空调或开暖气的温度能再提高2℃,那么能源消耗和相关排放可能就会降低2%。在户外,这项技术可以使通勤、徒步旅行等活动变得更加舒适。我们致力于使舒适无处不在。
虽然Otherlab展示的还只是织物样品,但其成员雄心勃勃地声称,到明年人们就有可能穿上这种材料做的衣服了。
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