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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)

“绳彩飞扬”助力校园特色体育******

　　山东省济南市历下区历山学校：

　　“绳彩飞扬”助力校园特色体育

　　近日，在山东省济南市历下区历山学校操场上，学生们随着大绳和小绳的翻飞，机智地跳跃、跑动，笑意写在脸上、快乐洋溢心中。这是该校学生正在备战全国跳绳联赛训练的场景，而全校开展跳绳活动正在成为学校的一道风景，“人人会跳绳、天天有比赛、班班有队伍”局面已经形成。

　　从2018年9月开始，历山学校着力研发实施“绳彩飞扬”特色课程体系，在“以绳健体、以绳会友、以绳促德、以绳增智”的理念引领下，学校以学生体质健康为中心，以体育课堂为载体，以阳光大课间为补充，以“绳彩飞扬”为主题，充分发挥花样跳绳特色项目的育人作用，将校园特色体育文化建设与学校整体文化育人建设紧密结合起来，为学生健康打下了坚实基础。

　　“绳彩飞扬”课程推动学校特色体育文化发展

　　近年来，历山学校结合本校实际情况，遵循学生年龄阶段的发展规律，加强对跳绳运动传统文化的传承，引导学生逐步了解跳绳文化，不断丰富跳绳课程内容，同时，将跳绳与音乐等学科相结合，借助音乐的旋律，提升学生对韵律的欣赏和对节奏的把握；立足实践探索编制花样跳绳绳操“绳彩飞扬”课程教材，在学校大课间推广，激发学生跳绳的兴趣，为校园特色文化打好基础。

　　除了提升学生们的技能，学校还注重跳绳知识和礼节等相关体育文化的教育，将花样跳绳技能教学渗透到体育教育中，由“戏”过渡到“育”的阶段，其内容和形式不断发展变化。同时，学校注重跳绳组合形式等方面的探索与研究，使花样跳绳运动朝着多样性、娱乐性、观赏性的方向发展。经过大量的“练”和“赛”，不仅学生之间的默契配合度得到提升，团队合作意识与能力也得到增强。

　　学校还充分发挥第二课堂的作用，利用花样跳绳社团弥补学生“练”“赛”的不足。为提高学生兴趣，学校专门成立了“跳绳社团教师指导小组”，以帮助各学习小组的教师学好每一个动作。同时，学校还加大对课程理论的学习研究，参与编写《山东师大基础教育集团跳绳教程》《花样跳绳》校本教程教材，申报课题“跳绳运动对提升小学生体质健康的实践研究”等。

　　多种方式推动“以赛促练，以练促学”

　　学校充分考虑跳绳场地较小的特点，利用“天天跳绳”软件，组织全校线上跳绳比赛，组织学生参加山东省第一届线上中小学生跳绳比赛，为学校线上体育教学发展提供了更多借鉴和经验，让“以赛促练”成为学校体育发展的主要路径。

　　结合学校体育教学实际，学校着力推进“以赛促练，以练促学”活动。第一学期低年级以“一分钟并脚跳”为主，高年级以“8字绕”为主；第二学期学校组织体育节、跳绳吉尼斯活动。同时，借助山东师大基础教育集团办学优势，2021年，学校承办了“童心向党，绳彩飞扬”山东师大基础教育集团跳绳比赛，让整个校园因花样跳绳焕发出新的活力与生机。

　　“绳彩飞扬”助力学生全面成长

　　通过特色体育文化引领，学校的体育工作实现了质的提升。

　　2021年学生体质健康综合评价达标率为96.34%，其中一分钟跳绳达标率高达99.61%。从2018年开始至今，历山学校花样跳绳队在全国跳绳联赛、全省全民健身运动会、全省中小学生线上跳绳比赛、济南市中小学生跳绳比赛上屡次取得优异成绩：18次获得全国跳绳联赛第一名，连续4年获得山东省特等奖，学校“绳彩飞扬”活动获得历下区“阳光大课间”活动评比第一名，学校被评为“山东省校园跳绳推广学校”。

　　（作者：辛吉荣 王欣欣，单位系山东省济南市历下区历山学校）

　　《中国教育报》2023年01月10日第9版

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）