“空調衣服”引關注 “相變”材料是關鍵

　　據報道，成都紡織高等?？茖W校教授鄭光洪率隊的四川省高校生態紡織品重點實驗室，研發出一種“空調衣服”。這種衣服可通過吸收和釋放熱量，對其包裹下的人體皮膚溫度進行微調控，最高調控范圍可達3℃~5℃。

　　為進一步了解這款“空調衣服”背后的奧秘，記者專訪了成都紡織高等專科學校教授鄭光洪。

　　初衷：滿足特殊需求

　　記者：您最初是基于什么理念或者想法開發此款“空調衣服”的？

　　鄭光洪：這款“空調衣服”，實際上就是借助具有相變功能的材料制作成貼身穿著的服裝，通過材料相變過程產生的“吸熱”或“放熱”，可微量調節人體表面環境溫度的衣服，屬于特種功能服裝。由于經常接觸軍工系統，我們研發團隊對特種功能材料的開發與應用有一些基礎。20世紀90年代，日本開始開發借助紫外光能量能夠自動凈化狹小空間空氣的材料，稱為“光觸媒”。我們的研究團隊也開始研發這種材料，并且在2004年獲得了國家專利。用這種材料做成窗簾等室內裝飾材料，能夠有效改善室內空氣質量，尤其是較為狹小空間的空氣環境質量。

　　簡單說，目前這種“空調衣服”，由于采用的是以美國生產的“Outlast”品牌的纖維為主體，經過與其他纖維交織或混紡以提升整體服用的舒適效果，以便滿足特殊環境下的特殊需要，故生產成本較高，只能滿足國內高端市場的需求。目前，我們正在對調溫材料進行新的改進，以期能夠降低成本，擴大市場，滿足普通消費者的需求，盡量將這種具有微量調控人體表面溫度的服裝定位成面向普通消費者，但還需要一段時間。

　　原理：“物態變化”

　　記者：能否簡單介紹一下該款衣服調節溫度的相關原理？

　　鄭光洪：簡單說，冰溶解成水，會吸熱；水結成冰，會放熱，這種物態之間的轉換，就是“相變原理”，而“空調衣服”就是利用了這種具有相變原理的原材料制作成微膠囊后再以不同形式附著在纖維內，再將含有相變微膠囊的纖維與普通纖維交織或混紡并加工成服裝。當身體表面溫度升高或者降低，這種衣服中含有的相變材料因子通過吸熱或者放熱，從而對其包裹下的皮膚表面溫度進行微量調節。當然，調節溫度范圍的大小跟服裝所含相變材料的成分比例有密切關系，相變材料所占比例越大，所調控溫度范圍也就越大，但生產成本也越高。目前我們制作的這種服裝，根據特殊需要其微量調節皮膚表面環境溫度范圍大約在3℃~5℃之間。

　　突破：重在“原料”

　　記者：“空調衣服”的研發經歷了怎樣的過程？能否舉例說明這個過程中某個技術難點的攻克？

　　鄭光洪：對于這款服裝，我們是在美國“Outlast”公司研發的原材料基礎上，經過紡織、印染、加工設計成服裝的，屬于產品開發。如果有一天能夠采用新的調溫材料代替“Outlast”纖維，真正做到降低調溫材料的生產成本，才能滿足市場需求。就此而言，開發具有自動調節溫度的“調溫纖維”或如前所述的由相變材料制作的“相變微膠囊”應該是開發“空調衣服”的技術難點。

　　目前，國內對可調溫服裝的制作有很多方法，主要技術突破都是在可調溫纖維材料基礎上對調溫纖維的紡絲、成型工藝技術進行調整。有的是將可調溫材料做成微膠囊，在紡絲時將這種膠囊鑲嵌在其纖維的孔道里；有的是將含有調溫膠囊的纖維按比例和其他材料混紡；也有的是以印染后整理的形式進行加工處理，將這種可調溫材料附著織物表面。當然，每種方法都有優勢和不足。

　　我們做出的這款“空調衣服”，主要是選擇了美國“Outlast”公司研發的“調溫纖維”，即將相變材料做成的微膠囊，在紡絲的時候加入到紡絲液里成為具有調溫效果的“調溫纖維”。服裝調節溫度的能力跟單位面積內織物含有“調溫纖維”的比例有關系，如做一件含有百分之百“調溫纖維”材料的服裝，那么它對溫度的調節能力可能會高，反之則低。

　　美國“Outlast”生產的這種可調溫原材料價格很貴。考慮到成本和消費者可接受的市場價格，我們在可調溫纖維與其他纖維混紡時要注意比例分配。此外，還要考慮其混紡后的持久性、對空氣的敏銳度等，以及制作服裝纖維的強力、結構、顏色、舒適度等。所以，如何綜合考慮纖維自身特性、服裝所需特性、人體舒適程度等綜合因素進行纖維交織或混紡比例的選擇與設計，也是這款服裝研發的難點所在。

　　未來：更多規劃和期待

　　記者：在國際和國內，“空調衣服”的成功研發處于什么水平？下一步這方面還有哪些規劃？

　　鄭光洪：我們這款服裝運用的“相變材料”的開發，美國至少用了5到10年時間。我們只是從材料選擇開始，在美國已有調溫材料的基礎上將其制作成服裝面世，僅從技術上說，比初始原材料的研發要簡單得多。

　　事實上，美國、日本在這方面的技術比較先進，我曾經在日本福井大學做過研究員，相比之下，我國在這方面尤其是功能纖維和功能材料開發方面還比較落后。如對“調溫纖維”的調節效果和服用舒適感的評價與測定方面近乎空白，對于這種功能性材料的檢驗需要拿到其他國家去檢驗。其次是國內對功能材料的實際應用和產業化方面的理念也相對遲緩，相對于美國和日本還比較落后。

　　目前市場上可調溫材料在規格和類型方面還存在很多缺陷，不能完全滿足服裝制作的需求，我們要在汲取美國原材料長處的基礎上改進不足，力爭在3~5年的時間里，開發出能夠滿足我們服裝制作的原材料，從原材料入手真正做出有創意的東西。我們學校是一所具有70多年歷史并以紡織、印染、服裝為主的學校，正好可以利用其在紡紗、織布、印染、服裝等設備和人才方面的優勢進行功能材料和服裝的開發。

　　當然，我們也希望國家在此種功能性纖維的檢測方面盡快出臺相應標準和評定措施。