El tejido más aislante.
El material más cálido es el aerogel (chino: aerogel). Incluso si el autor añade que no se necesitan materiales de construcción, debería poder llevarse en el cuerpo, etc. Esto es cierto porque los materiales de aerogel ya se utilizan en la ropa, pero a un precio elevado de entre 400 y 550 dólares. (En realidad, sigue siendo mucho más barato que el visón).
Las marcas que utilizan este material incluyen Champion, Hugo Boss (con un precio de más de 1000 yuanes), Burton (parece estar descontinuado), Russell Outdoors y New Rockey.
Un hombre vestido con un "súper traje" escaló el Monte Everest
Desde
Pero el clima en el noreste puede no ser lo suficientemente frío como para usar ropa hecha de este Material. Debido a que es muy aislante, habrá problemas de sobrecalentamiento.
Así que sigo de acuerdo con @BABAB ABABA para comprar conectores aislantes profesionales para equipos de exterior. Esta es la forma más conveniente de experimentar el poder de la tecnología.
¿Qué es el aerogel?
Alcanzadores, aquí viene el enlace. Wikipedia - Aerogel
Propiedades de súper aislamiento térmico
Este material es ultraligero y actualmente es el sólido más ligero que se conoce (la imagen siguiente muestra el aerogel de carbono).
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Fuente de la imagen: Wikipedia de ews.com.
Cree en el poder de la tecnología.
Editado el 18-12-2014. Los derechos de autor pertenecen al autor.
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Está bien
Comercio electrónico de ropa fina de Hong Kong antiguo retirado
No estoy de acuerdo con los grandes elogios hacia los aerogeles. Si quieres estudiar ropa, te recomiendo estudiar primero materiales textiles. El aerogel es sólo un material, no una fibra, ni un tejido. Los aerogeles se mantienen calientes porque una gran cantidad de aire permanece debajo de una masa muy pequeña. Pero las tecnologías de aerogel y fibrosis no están disponibles ahora. Incluso si el aerogel es fibroso, su capacidad para retener aire estático es cuestionable.
En comparación con el aerogel, el plumón puede mantener el calor y puede fijar el aire entre las fibras; el algodón térmico sintético puede mantener el calor y es un tubo hueco hecho de fibra. También hay un espacio entre el tubo de fibra y. la fibra. Puede haber aire.
En cuanto a la aplicación de aerogel, las chaquetas de plumas de la serie Bosideng Dengfeng solo utilizan aerogel para proteger el sándwich de bolsillo de los teléfonos móviles.
Algunas empresas afirman utilizar relleno de fibra de aerogel, que es esencialmente fibra de poliéster mezclada con material de aerogel, y aún tiene el efecto de aislamiento térmico de la fibra de poliéster, solo para encontrar un punto de venta.
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¿Qué tipo de ropa es la más abrigada?
Actualmente, la piel de oso polar es la mejor ropa resistente al frío del planeta.
Toda nuestra ropa de invierno está hecha de algodón térmico, y la tecnología reflectante del calor de las chaquetas de plumón y las chaquetas acolchadas de algodón utiliza tecnología biónica relacionada con el pelaje del oso polar.
En climas extremadamente fríos, el viento y el agua son los verdaderos enemigos, pero incluso en el clima más frío, los osos polares pueden jugar en icebergs y nadar más de 10 kilómetros en aguas heladas.
El pelo de los osos polares son capilares huecos y transparentes.
Los osos polares tienen dos capas de pelaje. La capa exterior es un pelaje aceitoso e impermeable con forma de aguja, que puede evitar la intrusión de agua de mar al nadar, y la capa interior es cálida. Cuando se coloca el "pelaje blanco" de un oso polar bajo un microscopio electrónico, se descubre que el pelaje del oso polar no es blanco, sino capilares huecos y transparentes. La "blancura" que se ve a simple vista es causada por la superficie interna áspera y desigual del cabello, lo que hace que la luz se refracte de manera caótica.
Hay una gran cantidad de aire en calma en los tubos capilares huecos de los osos polares. El aire en calma es la sustancia con menor conductividad térmica, por lo que el pelo de los osos polares es una excelente fibra térmica. De manera similar, la razón por la que el plumón te mantiene caliente es porque una gran cantidad de aire quieto queda encerrada entre los filamentos del plumón para mantenerte caliente, similar al pelo de un oso polar.
Debajo del pelaje "transparente" de los osos polares hay piel negra. Podemos ver el aspecto original de la piel en la piel negra alrededor de la nariz, las almohadillas de las patas, los labios y los ojos.
La piel oscura ayuda a absorber el calor. Los investigadores descubrieron que los capilares transparentes especiales de los osos polares permiten que los rayos ultravioleta de alta energía del aire pasen por el interior del núcleo del cabello, se reflejen en la piel negra debajo del cabello y la conviertan en energía térmica. La sangre debajo de la piel transporta energía térmica por todo el cuerpo.
El pelo del oso polar refleja la radiación térmica, que apenas es visible en las cámaras termográficas. Sólo la cabeza, la nariz y la boca están calientes.
No sólo eso, el pelo del oso polar también puede reflejar la radiación infrarroja. Los osos polares, al igual que los humanos, son animales de sangre caliente que emiten calor todo el tiempo, es decir, radiación térmica. El pelo del oso polar se envuelve alrededor de su cuerpo, lo que puede reflejar la radiación térmica del cuerpo y reducir la disipación de calor, asegurando así la temperatura del cuerpo.
"Productos biónicos de piel de oso polar"
La piel de oso polar es impermeable y cálida, puede absorber los rayos ultravioleta y el calor y también puede bloquear la disipación del calor corporal. Una serie de estructuras mágicas se han convertido en las prendas más abrigadas del mundo, lo que también ha inspirado a los humanos a desarrollar productos biónicos relacionados.
Por ejemplo, la estructura del pelaje del oso polar tiene una capa exterior impermeable y una capa interior de algodón térmico tubular hueco.
PrimaLoft, 3M Sunsherry, DuPont Thermolite, etc. Todo se basa en este principio.
DuPont Thermolite ha desarrollado fibras térmicas de siete orificios que imitan el pelo de un oso polar, así como fibras de cuatro orificios y fibras de un solo orificio.
El algodón térmico PrimaLoft tiene el efecto repelente al agua del pelo de oso polar y del prototipo de algodón térmico.
Una chaqueta acolchada de algodón térmica aún puede mantener más del 95% del calor en agua helada o en condiciones de humedad.
La estructura de los primeros trajes espaciales tenía varias capas intermedias de papel de aluminio, como la piel de un oso polar, que reflejaban la radiación térmica del cuerpo para mantener el calor.
El 5 de junio de 2019, el 15 de octubre de 2019, la NASA lanzó un traje espacial de próxima generación que es más flexible y seguro. El traje espacial extravehicular izquierdo puede funcionar en un rango de temperatura de aproximadamente 157 grados Celsius a aproximadamente 121 grados Celsius.
La tecnología de reflexión térmica para exteriores Omi de Columbia utiliza hilo de fibra de poliéster plateado para fabricar el forro térmico de la ropa. Con este fino forro se puede aumentar el efecto de aislamiento térmico de las chaquetas de plumón en un 20%.
Siempre me han impresionado las imágenes promocionales de la tecnología de reflexión térmica Omni Heat Omi de Columbia.
La tecnología biónica basada en pieles de oso polar aún está en desarrollo y se espera que supere el efecto de aislamiento térmico de la piel de oso polar.
La sección transversal de la fibra hilada por congelación tiene muchos agujeros pequeños, que pueden fijar una pequeña masa de aire.
En 2018, el semanario académico "Material Science New Materials" publicó los resultados de la investigación del profesor Bai Hao de la Universidad de Zhejiang, que imitó la estructura del pelo del oso polar y disolvió la seda en agua para crear una solución de hilado con un contenido de agua del 95%. Luego, la mezcla se inyecta lentamente en el dispositivo criogénico con una jeringa para formar fibras porosas congeladas con un diámetro de aproximadamente 200 micrones y que contienen cristales de hielo. Finalmente, mediante liofilización, los cristales de hielo de la fibra se subliman, dejando muchos agujeros ordenados en capas.
"Nos sorprendió descubrir que la conductividad térmica de este material era menor que la del pelo de oso polar original, y también era más cálido", dijo Baihao.
Este tipo de fibra aislante térmica, como la piel de oso polar, puede reflejar la radiación térmica del cuerpo, reducir la disipación de calor y lograr el efecto de "invisibilidad térmica" frente a los equipos de imágenes térmicas.
En el invierno del futuro, podremos decir adiós a los abrigos pesados y ponernos "suéteres" finos para salir; los soldados que luchan en el campo de batalla pueden evitar con éxito los infrarrojos bajo la protección de "capas térmicas de invisibilidad". Detección...
Bai Hao también obtuvo una patente para esta tecnología de hilado congelado y espera convertir esta tela en un producto comercial. Y también se muestra muy optimista sobre sus logros en el ámbito industrial y militar. "Si se utiliza para producir uniformes militares, las huellas de los soldados pueden ocultarse".
Sin embargo, los científicos franceses que también estudian la tecnología de hilado congelado creen que el objetivo de Bai Hao puede no lograrse en el corto plazo. "Con la tecnología actual, el proceso de producción de un tejido requiere demasiado tiempo y no puede alcanzar el nivel de producción en masa."
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Mi opinión personal es que es adecuado para La ropa humana está hecha de abrigos de piel de oso polar. Cerca del pelaje del oso polar se encuentran focas, morsas y otros animales que viven en las regiones polares. Los esquimales cosen abrigos de piel de piel de foca.
La ropa se está desarrollando rápidamente, pero la industria textil detrás de ella no está progresando muy rápidamente. Además de la investigación y el desarrollo de nuevos productos, también existe la producción y comercialización en masa de bajo costo. Cada paso es demasiado difícil. Las llamadas prendas de abrigo de tecnología negra aparecieron una tras otra, pero todas murieron jóvenes. O es una tontería o no puede resolver el costo de la producción en masa.
Nude
La chaqueta hinchable de algodón, como Nudown, tuvo su momento cumbre en China cuando nació en 2014. El tejido exterior está hecho de Polartec Neoshell, la zona exterior del cuerpo está llena de pelusa y el cuerpo está inflado para mantener el calor. En climas fríos, se expande más aire. Para solucionar el problema de la permeabilidad a la humedad, se cierran con cremallera las zonas sudorosas, como las axilas. Esta solución aparentemente confiable está ahora medio muerta.
Productos de tecnología negra realmente nuevos, la producción en masa inicial es todos para aplicaciones militares. En China, si hay una empresa que puede producir y vender en masa aerogeles, fibras liofilizadas o nuevos productos similares, esa debe ser Jilin Chemical.
Datos de referencia
Imágenes de osos polares y pelaje de oso polar, reproducidas de National Geographic.
Usando fibras biónicas porosas para tejer "suéteres" de osos polares, Science and Technology Daily
Bai Hao, 2065438-2005-09, es investigador y supervisor doctoral en la Escuela de Química. Ingeniería y Bioingeniería, Universidad de Zhejiang. El profesor Bai Hao nació en Chongqing en 1983 y se graduó en 2006, el mismo año que yo... Estoy realmente convencido.
Editado el 23-12-2019. Los derechos de autor pertenecen al autor.
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Gao Tianqi
He estado cortando carne profesionalmente por más más de una semana. Tres generaciones de pobres víctimas de la fotografía.
Si la tecnología lo permite, llevar una chaqueta con aire quieto (gracias a DerCampus) es la opción más abrigada.
Pero la tecnología no lo permite.
Entonces, ¿qué materiales pueden retener mejor el aire y qué materiales son los más cálidos?
¿Qué material puede contener más aire?
Baja.
El cuerpo humano es un cuerpo termostático y es en sí mismo una fuente de calor, produciendo calor constantemente. Es necesario liberar este calor. Si el calor se libera menos o más lentamente, el cuerpo sentirá calor, como en verano.
Si el calor se libera más o más rápido, el cuerpo sentirá frío, como en invierno.
Cuando el cuerpo humano siente frío, conscientemente se pondrá ropa. Agregar ropa no es un instinto humano, sino una experiencia de vida. ¿Por qué añadir ropa para mantener el calor? El llamado calor en realidad sirve para evitar la pérdida de calor.
Existen tres formas principales de disipación de calor: conducción térmica, convección térmica y radiación térmica (radiación térmica significa que cada elemento calefactor irradia ondas electromagnéticas al entorno. Esta forma de transferencia de calor se refleja principalmente en el microscopio Esta vez no entraré en detalles. * En la década de 1980, Estados Unidos desarrolló un nuevo material para los astronautas: el algodón espacial, que consiste en agregar papel de aluminio a las fibras. regresa al cuerpo humano por el papel de aluminio y, al mismo tiempo, las células humanas se aceleran para completar la función de aislamiento).
Si usas ropa hecha de láminas de hierro, seguirás sintiendo frío, porque las láminas de hierro son buenos conductores térmicos y tienen una alta conductividad térmica. Los materiales de ropa comunes tienen una baja conductividad térmica, entre los cuales el plumón tiene la conductividad térmica más baja (5,930), la conductividad térmica de la lana es aproximadamente un 15 % mayor que la del plumón (6,986) y la conductividad térmica del algodón es aproximadamente un 39 % mayor que la del plumón (9,717).
Además, existe otro indicador con el que se puede medir la conductividad térmica de la fibra, que es el índice de aislamiento térmico. Cuanto mayor sea el valor, mejor será el efecto de aislamiento. La tasa de retención de calor del plumón es la más alta entre las fibras comunes (81,3%). La tasa de retención de calor de la lana es aproximadamente un 6,5% menor que la del plumón (74,81%). de abajo (63%).
Combinando la conductividad térmica y la tasa de aislamiento térmico, podemos sacar la conclusión de que "bajo la premisa del mismo espesor, el plumón tiene el mejor efecto de aislamiento térmico".
Sin embargo, aunque es numéricamente superior, si se aumenta el espesor de materiales como la lana o el algodón, su efecto de aislamiento térmico puede superar al del plumón. Esto está en consonancia con la experiencia de la vida humana: cuanto más gruesa es la ropa, más abrigado estás.
Los humanos tenemos otra experiencia en la vida: cuanto más gruesa es la ropa, más torpe parece. Además, no importa cuán bueno sea el efecto de aislamiento térmico, la fibra aún no puede alcanzar una conductividad térmica de 0 y una tasa de aislamiento térmico del 100%. La única sustancia que puede alcanzar este "calor absoluto" es el aire. Por ejemplo, las ventanas de "doble acristalamiento" suelen instalarse en las ventanas de las casas, con una capa de aire entre las dos capas de vidrio. Generalmente te sentirás más cálido en una habitación con doble acristalamiento.
En ese caso, deberíamos quedarnos desnudos en el aire, ¿no sentiríamos frío?
Porque la segunda forma de pérdida de calor es la "convección térmica". Cuando la capa de aire cercana a tu cuerpo absorbe el calor emitido por tu cuerpo, se vuelve más ligera. De acuerdo con los principios de la naturaleza, el aire de densidad ligera se elevará automáticamente y el espacio desocupado se repondrá automáticamente con el aire frío que se encuentra junto a él. Por lo tanto, el aire que rodea el cuerpo humano siempre está frío, por lo que se siente frío.
Mientras sea el entorno de gravedad de la Tierra, la convección del aire es inevitable en un espacio abierto. Si la convección del aire se detiene en un ambiente ingrávido, incluso si la temperatura es de 0 grados, los humanos desnudos no sentirán frío porque el aire cercano al cuerpo está caliente. Equivale a una capa de calor adherida al cuerpo humano. Pero la premisa es que la persona no puede moverse, porque esta capa de aire caliente solo permanece en ese lugar y no se moverá con el cuerpo humano.
Entonces, ¿cómo se pone un "traje espacial" bajo la gravedad de la Tierra? Obviamente, no es realista usar una capa de vidrio aislante, así que use una capa de película plástica llena de aire. Esta capa de aire es estática y está sellada. No importa cómo se mueva el cuerpo humano, se moverá con él. Para decirlo en sentido figurado, es como estar en un globo con sólo la nariz expuesta para respirar. Primero, de repente me transformé en un personaje de anime. No hace falta decir que, además de calor, el cuerpo humano también emite humedad. En un ambiente cerrado, la humedad no se puede descargar y el cuerpo humano se sentirá muy incómodo. Al fin y al cabo, la piel también necesita un intercambio de aire.
De hecho, cuando llegamos a este punto, podemos llegar a una conclusión: la fibra por sí sola no puede mantener el calor, pero el aire que puede mantener el calor queda atrapado en la fibra, lo que muestra el efecto de mantener el calor. cálido. La cantidad de aire arrastrado por la fibra afecta directamente al efecto de aislamiento térmico de la fibra.
Entonces, ¿por qué el plumón está hecho de fibra y tiene el mejor efecto de aislamiento térmico con el mismo grosor?
Esto se puede analizar a partir de la estructura molecular del plumón:
1. Las macromoléculas se curvan al formar las fibras del plumón, formando así un gran número de cavidades. Esto da como resultado que cada filamento de plumón sea hueco y esté lleno de aire, lo que lo convierte en el mejor material de aislamiento térmico.
2. Cada flor de terciopelo contiene decenas de filamentos con la misma estructura. Existe una cierta fuerza repulsiva entre cada filamento para mantener la distancia entre cada filamento lo más grande posible. En teoría, puede haber más aire. .
3. Hay muchos cables secundarios en cada cable. Cuando se mezclan muchos plumones, los filamentos secundarios se entrelazan y se superponen, formando múltiples barreras que impiden el libre flujo de aire y aumentan la dificultad de la convección del aire.
Las fibras de plumón son radiales, por lo que almacenan más aire que las fibras lineales como la lana y el algodón, por lo que tienen el mejor efecto de aislamiento térmico.
Por supuesto, como hemos comentado antes, si se aumenta el grosor de fibras como la lana y el algodón, su efecto de aislamiento térmico puede superar al del plumón. Pero te sentirás hinchado.
Entonces, si la temperatura exterior es baja, los humanos quieren mantener la misma temperatura de la superficie corporal usando ropa, ya sea de plumón, lana o algodón, que pueda cumplir con los requisitos.
Pero el grosor de las chaquetas de plumón es mucho menor que el de las chaquetas de lana y algodón.
En cuanto al volumen de varias fibras, está demostrado que cuanto mayor es el volumen del agregado después de contener el aire, mayor es el volumen de aire que se puede controlar eficazmente y más fuerte es la propiedad de retención de calor. Cuanto menor es su masa, más ligero es.
Los resultados experimentales muestran que el volumen geométrico de la fibra de plumón es el mayor (382,56 centímetros cúbicos), que es más de tres veces el de la fibra de lana (101,24 centímetros cúbicos) y más de cinco veces el de la fibra de algodón (76,92). Al mismo tiempo, el peso mínimo de la fibra de plumón (1,14 g) es aproximadamente el 86% de la fibra de lana (1,32 g) y el 74% de la fibra de algodón (1,54).
La práctica ha demostrado que la fibra de plumón puede controlar eficazmente el volumen de aire máximo y el volumen de aire más ligero.
También puedes verlo desde una perspectiva dimensional.
Según la teoría de la geometría euclidiana, las dimensiones de la geometría son 1, 2 o 3, siendo todas ellas valores enteros. Sin embargo, las fibras en la naturaleza no siempre tienen valores enteros después de una evolución a largo plazo. Mediante simulación por computadora, el tamaño de la fibra inferior es aproximadamente 1,66.
Sabemos que la geometría unidimensional sólo tiene el concepto de longitud, y la geometría bidimensional tiene el concepto de superficie. Para explicarlo en términos simples, puede entenderse como: una geometría entre una dimensión y dos dimensiones puede entenderse como una característica bidimensional muy pequeña, es decir, un área de superficie, siempre que la dimensión sea menor que dos dimensiones, independientemente de su valor numérico, qué tan lejos está de dos, pero cuanto más cerca esté el valor de la dimensión de 2, mayor será la característica unidimensional; Por lo tanto, el tamaño de la fibra de plumón es 1,66, lo que puede entenderse como que tiene una superficie más pequeña pero una longitud más larga. En comparación, las fibras de lana y algodón tienen valores de tamaño cercanos a 1,0. Es decir, con la misma superficie, la longitud de las fibras del plumón es mayor.
El tamaño de las fibras del plumón es entre unidimensional y bidimensional. Debido a que todas las fibras de plumón están distribuidas radialmente en el espacio, las fibras de plumón tienen entre dos y tres dimensiones, lo que puede entenderse como que tienen un volumen relativamente pequeño pero una superficie relativamente grande. Por el contrario, las fibras de lana y algodón no tienen una distribución espacial radial. Por tanto, el aire que pueden encerrar las flores de terciopelo es el mayor.
La misma chaqueta de plumón tendrá diferentes efectos de conservación del calor, que se reflejan principalmente en tres aspectos: cantidad de relleno, contenido de plumón y esponjosidad.
Primero mira la cantidad de relleno:
1 Para el mismo volumen de espacio, cuanto más plumón se llene, más grueso será el plumón.
2. Cuando la cantidad de relleno alcanza una determinada calidad, la tendencia ascendente de espesor se ralentiza.
3. Hay un valor Cuando la cantidad de relleno alcanza este valor, el espesor del plumón alcanza su punto más alto (saturación).
4. Cuanto mayor sea el contenido de cachemira, menor será el valor de saturación.
El grosor alcanza su punto más alto, indicando que el plumón contiene la mayor cantidad de aire.
Cuando la cantidad de relleno alcanza la saturación, la tasa de aislamiento térmico es la más alta y la conductividad térmica es la más baja. Si continúa agregando plumón, la tasa de aislamiento térmico de los productos de plumón disminuirá ligeramente.
En segundo lugar, observe el contenido de plumón:
1. Bajo la condición de un cierto contenido de lana, cuanto mayor sea el contenido de lana, mayor será la tasa de aislamiento térmico y menor la transferencia de calor. coeficiente.
2. Cuando el contenido de lana alcanza un cierto valor, la tasa de aislamiento térmico y el coeficiente de transferencia de calor tienden a ser estables.
3. Cuando la cantidad de relleno está cerca de la saturación, el contenido de plumón tiene poco efecto sobre el efecto de aislamiento térmico de los productos de plumón.
Por último, fíjate en el volumen:
1. Cuanto mayor sea la esponjosidad, mejor será el efecto de aislamiento térmico del edredón.
2. La cantidad de cachemira incide directamente en el volumen.
3. Los experimentos han demostrado que cuando el contenido de plumón de pato es alto, el volumen aumentará en 2,8 por cada punto porcentual de aumento en el contenido de plumón.
4. El volumen también está relacionado con el tamaño de la flor de terciopelo. Cuanto más grande es la flor de terciopelo, mayor es la esponjosidad.
El tamaño de la flor de terciopelo depende del número de días que ha crecido el pato. Cuanto más corto es el tiempo de crecimiento del pato, menor es el volumen de las flores de terciopelo y menor es la producción de flores de terciopelo (pero a la inversa, con mayor valor alimenticio, cuanto más largo es el ciclo de crecimiento del pato, mayor es el volumen de las flores de terciopelo y mayor es el terciopelo); salida de flores. (Pero el valor de la comida es menor). En términos generales, los patos con un ciclo de crecimiento largo perderán el pelo cada primavera después de llegar a la edad adulta, y el pelo completamente maduro se caerá de forma natural. El cashmere en esta época es el más grande y maduro, pero el coste laboral es elevado.