穿戴一身避炎暑

孫亞飛

智能是什么

看到這里，或許你首先想到的，會(huì)是這樣的產(chǎn)品—帶風(fēng)扇的帽子。雖然它實(shí)現(xiàn)了可穿戴，不過(guò)這離“智能”還差得有些遠(yuǎn)。

什么是智能呢？

實(shí)際上自然界就有很多值得學(xué)習(xí)的楷模。

在撒哈拉沙漠地區(qū)，生活著一種旋角羚，它的毛可以根據(jù)外界氣溫發(fā)生變化，天冷的時(shí)候，就成為細(xì)密的絨毛，保持體溫;但是到了大熱天，它就會(huì)換一身硬直的毛，幫助散熱。但對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，自然選擇并沒(méi)有讓我們生長(zhǎng)出“智能”的毛發(fā)，于是智能設(shè)備就只能靠發(fā)明創(chuàng)造了。

人類的體溫是37℃，而體表溫度一般是33℃。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，我們可以知道，熱量只會(huì)自發(fā)地從高溫物體流向低溫物體。這就不難看出，假如外界氣溫低于33℃，我們的身體會(huì)自然向外散熱，可是當(dāng)夏天特別炎熱，超過(guò)體表溫度的時(shí)候，身體就不能依靠簡(jiǎn)單的物理定律降溫了，只能調(diào)動(dòng)各項(xiàng)身體機(jī)能防暑，比如出汗。

智能的面料

在這個(gè)時(shí)候，和常識(shí)相反，穿上衣服反而比裸身要更涼快。如果在夏季的室外實(shí)際體驗(yàn)一番，就不難感受到這一點(diǎn)差別。

如果將衣服的面料革新一番，還可以讓散熱來(lái)得更猛烈一些。

2015年，麻省理工學(xué)院的姚立寧（音）等學(xué)者研制出了一類很有趣的材料，并稱其為“第二皮膚”。這種材料在制成衣服之后，可以根據(jù)穿衣人的身體狀況出現(xiàn)變形，當(dāng)它探測(cè)到汗水時(shí)，就會(huì)在后背生長(zhǎng)出“小翅膀”，就像肌膚上的毛孔一樣打開(kāi)，從而提高汗水的蒸發(fā)速度，促使身體降溫。

實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的原理，是在這種面料中，研究人員植入了一種特殊的納豆桿菌，而且是存活狀態(tài)。當(dāng)納豆桿菌感受到水汽之后，就會(huì)開(kāi)始膨脹，不僅吸收了汗水，體積的變化還會(huì)推動(dòng)后背的“小翅膀”張開(kāi)。

對(duì)于普通人來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)設(shè)計(jì)上的差別，或許只是讓體感溫度出現(xiàn)一點(diǎn)變化，但如果是專業(yè)運(yùn)動(dòng)員，這或許就意味著成績(jī)上的天壤之別。

除了促進(jìn)排汗，防曬也是夏季防暑的重要環(huán)節(jié)，這同樣離不開(kāi)智能材料的貢獻(xiàn)。

一件薄薄的戶外T恤，僅僅是鴨蛋重量，通過(guò)防曬設(shè)計(jì)，能讓穿著者的體感溫度比實(shí)際下降10℃嗎？不必驚訝，這已經(jīng)是實(shí)現(xiàn)商品化的科技了。

夏季陽(yáng)光直射，毒辣異常，如果我們能夠想辦法阻隔陽(yáng)光中的能量，或許就能舒適很多。但是，這個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不容易。要說(shuō)阻隔效果好，棉被肯定勝過(guò)普通的衣服，可真要穿件像棉被一樣厚的衣服，身體的熱量不能散掉，也是無(wú)濟(jì)于事。

不過(guò)，新型的材料可以解決這一矛盾。比如二氧化鈦，它就可以非常高效地阻擋陽(yáng)光，尤其是當(dāng)它被制成納米級(jí)二氧化鈦時(shí)，幾乎可以完全散射陽(yáng)光中的紫外線，若是在面料上涂上薄薄一層，衣服的重量沒(méi)有顯著增加，對(duì)炎夏的防御力卻有了質(zhì)的提升。形象地說(shuō)，這就如同把防曬霜穿到了身上，還不用擔(dān)心會(huì)被汗水沖刷掉。

當(dāng)然，這依然只是一個(gè)開(kāi)始。2019年5月，加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校的陳仁昆（音）發(fā)表論文，報(bào)道了一種新型的柔性熱電裝置（flexible TEDs），可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)加熱或降溫。當(dāng)氣溫在15℃～36℃之間時(shí)，該裝置可以使人體的體表溫度始終維持在33℃左右，真正做到了把“空調(diào)”穿在身上。

對(duì)一間房屋制冷制熱，這在如今已經(jīng)是非常成熟的科技了，但是要想讓一件衣服實(shí)現(xiàn)同樣的功能，那就是螺螄殼里做道場(chǎng)了。

不同于一般的蒸氣壓縮冷卻系統(tǒng)，研究人員利用了熱電效應(yīng)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是對(duì)一種熱電材料通上直流電，它的一端就會(huì)變熱，另一端就會(huì)變冷，于是，不管是升溫還是降溫，都可以通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了能夠讓它穿在身上，研究人員將它設(shè)計(jì)成了柔性的，與衣服緊緊貼合。

不過(guò)，現(xiàn)在問(wèn)題來(lái)了，直流電怎么來(lái)呢？其實(shí)，人體本身就好比是個(gè)電池，因此研究人員正在嘗試，借助于人體的代謝，實(shí)現(xiàn)直流電輸入，低碳而又安全。