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彩神平台2023-01-31 16:05

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)

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应急管理部公布2020年全国十大自然灾害******

  中新网1月2日电 应急管理部官方微博2日公布2020年全国十大自然灾害,7月份长江淮河流域特大暴雨洪涝灾害、台风“黑格比”、新疆伽师6.4级地震等灾害在列。

  ​​2020年,中国气候年景偏差,主汛期南方地区遭遇1998年以来最重汛情,自然灾害以洪涝、地质灾害、风雹、台风灾害为主,地震、干旱、低温冷冻、雪灾、森林草原火灾等灾害也有不同程度发生,经应急管理部会同工业和信息化部、自然资源部、住房城乡建设部、交通运输部、水利部、农业农村部、卫生健康委、统计局、气象局、银保监会、粮储局、中央军委联合参谋部和政治工作部、红十字会总会、国铁集团等国家减灾委成员单位会商核定,全年各种自然灾害共造成1.38亿人次受灾,591人死亡失踪,10万间房屋倒塌,176万间房屋损坏,农作物受灾面积19957.7千公顷,直接经济损失3701.5亿元。

  与近5年均值相比,2020年全国因灾死亡失踪人数下降43%,其中因洪涝灾害死亡失踪279人、下降53%,均为历史新低。

  2020年全国十大自然灾害如下:

  1、7月份长江淮河流域特大暴雨洪涝灾害

  7月份,长江、淮河流域连续遭遇5轮强降雨袭击,长江流域平均降雨量(259.6毫米)较常年同期偏多58.8%,为1961年以来同期最多,长江发生3次编号洪水;淮河流域平均降雨量(256.5毫米)较常年同期偏多33%。受强降雨影响,淮河流域江河来水偏多1.5-2倍、长江中下游流域偏多4-6成,引发严重洪涝灾害。灾害造成安徽、江西、湖北、湖南、浙江、江苏、山东、河南、重庆、四川、贵州11省(市)3417.3万人受灾,99人死亡,8人失踪,299.8万人紧急转移安置,144.8万人需紧急生活救助;3.6万间房屋倒塌,42.2万间不同程度损坏;农作物受灾面积3579.8千公顷,其中绝收893.9千公顷;直接经济损失1322亿元。

  2、8月中旬川渝及陕甘滇严重暴雨洪涝灾害

  8月10-17日,西南地区东部、四川盆地至陕西、甘肃等地连续出现多轮强降雨过程。其中,四川盆地中西部和甘肃南部降水量较常年同期偏多2到4倍,陕西西南部及云南偏多五成。强降雨引发长江上游发生特大洪水,三峡水库出现建库以来最大入库流量75000立方米每秒,多地暴发山洪、泥石流等灾害。灾害造成四川、重庆、陕西、甘肃、云南5省(市)53市(州)852.3万人受灾,58人死亡,13人失踪,107.1万人紧急转移安置,8.3万人需紧急生活救助;2.3万间房屋倒塌,35万间不同程度损坏;农作物受灾面积331.1千公顷,其中绝收58.6千公顷;直接经济损失609.3亿元。

  3、6月上中旬江南华南等地暴雨洪涝灾害

  6月2-14日,江南、华南及贵州等地出现多轮强降雨天气,且降雨落区重叠。其中,6月5-10日,广西东北部、广东中东部等地降雨量达300~500毫米,广东惠州和汕尾局地600~979毫米。受连续强降雨影响,广西西江干流及支流、广东北江中游及支流80余条河流发生超警以上洪水,其中广西柳江支流洛清江、广东北江支流潖江等5条河流发生超历史洪水,引发洪涝及次生地质灾害。灾害造成广东、广西、湖南、贵州、浙江、福建、江西、湖北8省(区)714.4万人受灾,54人死亡,9人失踪,47.5万人紧急转移安置,20.1万人需紧急生活救助;近6700间房屋倒塌,6.6万间不同程度损坏;农作物受灾面积577.5千公顷,其中绝收62.5千公顷;直接经济损失210.6亿元。

  4、6月下旬西南等地暴雨洪涝灾害

  6月20-28日,重庆、四川、贵州至长江中下游地区遭遇两次降雨过程。其中,20-25日,上述地区累计降雨量超过100毫米的面积达33万平方公里,重庆南川、贵州黄平和惠水、湖南常宁日降雨量达到或突破当地6月历史极值;重庆、四川、贵州等多省共计58条河流发生超警以上洪水,16条河流发生超保洪水,3条中小河流发生超历史洪水,重庆綦江五岔站水位、流量为有资料以来第1位。26-28日,川渝至长江中下游出现新一轮强降雨过程,暴雨区域北移,四川盆地、重庆西南部、贵州北部、湖北东部和西南部、安徽北部、江苏中部等地大部地区相继出现大到暴雨,四川东部、湖北北部、安徽北部等地局地降雨量达250~300毫米。两轮降雨过程引发洪涝灾害,造成四川、贵州、重庆、湖南、安徽、江西、湖北7省(市)597.8万人受灾,36人死亡,3人失踪,24.9万人紧急转移安置,9.9万人需紧急生活救助;4100余间房屋倒塌,4.3万间不同程度损坏;农作物受灾面积438.6千公顷,其中绝收48千公顷;直接经济损失113.7亿元。

  5、2020年第4号台风“黑格比”

  2020年第4号台风“黑格比”于8月4日凌晨3时30分前后以近巅峰强度在浙江省乐清市沿海登陆,登陆时中心附近最大风力有13级(38m/s)。受其影响,3-5日,浙江温州、台州、金华等地部分地区累计降雨量250~350毫米,温州永嘉和乐清局地达400~552毫米。灾害造成浙江、上海2省(市)5市30个县(市、区)188万人受灾,5人死亡,32.7万人紧急转移安置,1.2万人需紧急生活救助;4300余间房屋倒塌,8000余间不同程度损坏;农作物受灾面积76.3千公顷,其中绝收6.3千公顷;直接经济损失104.6亿元。

  6、云南巧家5.0级地震

  5月18日21时47分,云南昭通市巧家县(北纬27.18度,东经103.16度)发生5.0级地震,震源深度8公里。地震造成昭通市巧家、鲁甸2县4人死亡(巧家县小河镇2人因房屋倒塌致死、新店镇1人因滚石砸中致死,鲁甸县乐红乡1人因滚石砸中致死),28人受伤(巧家县26人,鲁甸县2人),1151间房屋损坏,直接经济损失1.01亿元。

  7、新疆伽师6.4级地震

  1月19日21时27分,新疆喀什地区伽师县(北纬39.83度,东经77.21度)发生6.4级地震,震源深度16公里,此后震中附近又相继发生1次5.2级余震和数次4.0级以上余震。地震造成1人死亡、2人轻伤,4000余间房屋不同程度损坏,部分道路、桥梁、水库等设施受损,直接经济损失16.2亿元。

  8、东北台风“三连击”

  8月下旬至9月上旬,两周内第8号台风“巴威”、第9号台风“美莎克”和第10号台风“海神”先后北上影响东北地区,间隔时间短、影响区域高度重叠,造成东北地区半个月内平均降水量达170.1毫米,较常年同期偏多3倍,为1961年以来历史同期最多。台风带来的降雨造成嫩江、松花江、黑龙江等主要江河长时间超警,大风造成黑龙江、吉林等地玉米等农作物大面积倒伏,直接经济损失128亿元。

  9、4月下旬华北西北低温冷冻灾害

  4月19-25日,华北、西北出现持续大范围大风降温天气过程,局地伴有沙尘天气,其中河北西北部、北京中西部、内蒙古东南部和中部偏南地区等地8级以上阵风出现时长有24-45小时,内蒙古东南部超过48小时;山西大同市阳高县、云冈区部分地区最低气温降至-9℃。持续大风低温造成大面积坐果期果树冻伤、大棚损毁、蔬菜受冻。灾害造成河北、山西、内蒙古、黑龙江、陕西、甘肃、宁夏7省(区)432.3万人受灾,农作物受灾面积530.1千公顷,其中绝收154.1千公顷,直接经济损失82亿元。

  10、云南春夏连旱

  2020年入春后,云南持续高温少雨引发严重旱情,其中,普洱南部、西双版纳降水偏少6~8成;3月份全省平均气温达17℃,较常年同期偏高1.5℃,为历史同期第3高,造成部分城市供水紧张、农村人畜饮水困难。4月底,部分地区出现降雨,旱情得到一定程度缓解。5月1-14日,全省再次出现高温少雨天气,全省有96个站点共出现30℃以上高温791站次;累计平均降水量8.8毫米,较常年少75%,旱情再度发展。灾害造成玉溪、昭通、楚雄等16市(州)106个县(市、区)589万人受灾,197.6万人因旱需生活救助,其中156.6万人因旱饮水困难需救助;农作物受灾面积871.7千公顷,其中绝收33.9千公顷;饮水困难大牲畜46.8万头(只);直接经济损失34.9亿元。

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