高温作业神器：研究人员发明自动调温防护服，无需能源消耗

IT之家 8 月 14 日消息，随着全球变暖加剧，极端高温天气对人类生活造成越来越大的影响，对户外和室内高温环境下的工作者带来巨大挑战。

香港理工大学（理大）时装及纺织学院副教授、先进纺织技术青年学者寿达华（Dahua Shou，音译）博士领导的研究团队开发出了一种新型智能软体服，能够自动适应不断变化的环境温度，提供隔热和透气功能，有效保障高温作业人员的安全。相关研究成果已发表在《先进科学》期刊上。

维持恒定的体温是人类生存和工作的重要条件之一。高温环境会增加人体能量消耗，导致热应激，加重心血管疾病、糖尿病、心理健康问题和哮喘等慢性疾病，同时也会增加传染病的传播风险。IT之家注意到，世界卫生组织数据显示，2000 年至 2019 年间，全球每年约有 48.9 万人死于高温相关疾病，其中亚洲占 45%，欧洲占 36%。

为保护高温环境下的作业人员，如消防员和户外建筑工人，隔热防护服必不可少。然而，传统防护服的隔热性能固定不变，在中等温度环境下容易导致过热和不适，而在极端火灾等高温环境下又可能保护不足。

为了解决这一问题，寿达华博士团队研发出了一种智能软体服，可在炎热环境下自适应温度和隔热，在不同温度范围内提供卓越的个人防护和热舒适性。该研究以自然界中的鸽子为灵感，模仿其通过羽毛结构调节体温的机制。鸽子利用羽毛捕获皮肤周围的一层空气，以减少热量散失到环境中。当温度下降时，它们会使羽毛蓬松以捕获大量静止空气，从而增加热阻并保持温暖。

研究团队利用软体机器人纺织材料实现了服装的动态自适应热调节。服装内嵌有人体网络状外骨骼结构的柔软驱动器，其中填充无毒、不易燃、低沸点的液体。当环境温度升高时，液体转化为气体，驱动器膨胀，增加织物厚度，增大静止空气层，将热阻从 0.23 提升至 0.48 Km2 / W，从而提升隔热性能。即使外部温度达到 120℃，防护服内表面温度也能比传统耐热服低至少 10℃。

这种由热塑性聚氨酯制成的独特软体纺织材料柔软、弹性好且耐用，比嵌入形状记忆合金的温敏服装更加亲肤舒适，且可适用于多种防护服。柔软驱动器经过严格的标准洗涤测试未出现泄漏迹象，材料的多孔间隔编织结构可显著降低对流热传递，同时保持高透气性。

不同于依靠热电芯片或循环液体冷却系统的传统降温方式，这种轻质软体服无需能源消耗即可实现温度自调节。

寿达华博士表示：“穿着厚重的消防服非常闷热。消防员脱下装备时，靴子里有时会排出近一磅汗水。这促使我开发一种能够适应不同环境温度并保持良好透气性的新型服装。我们的智能软体服可以无缝适应不同季节、气候、室内外环境，帮助使用者在高温条件下保持持续的热舒适性。”

寿达华博士认为，这项创新具有广泛的潜在应用，可应用于运动服、冬装、医疗服装、户外装备等领域，还能用于建筑保温等方面，具有节能潜力。

此外，寿达华博士团队还将热自适应概念扩展到充气式透气夹克和保暖服。这种智能软体服适用于低温环境或突然降温，可帮助野外受困人员维持正常体温。

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