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相变材料纺织品应用——让我身上带个“0”能耗空调

发布时间:12-19 16:06   来源:来源  点击:

Tips:什么是“相变”?

在自然界中,物质的状态大多以气态,液态,固态而存在,而这每一种物质状态都可被称为一种“相态”。当物质与外界环境进行热量交换,并达到某一“特殊温度临界点”时,物质的物理状态就会从一种相态转为另外一种相态。这个转换的过程就是“相变”。相变时的特殊温度就是“相变温度”,而能够发生这个过程的材料称之为“相变材料”。


相变材料原理

相变材料是一种通过相变潜热实现吸能,储能和放能的材料,当储能微单元相态发生改变时自身温度几乎维持不变,并伴随着吸收或释放大量的潜热,从而达到功能性需求。通过将相变材料封装在纳微米级单元中,实现材料的微小单元化和相态变化可控化,极大的拓展了材料应用领域。这种神奇的新材料有非常广阔的应用前景, 如纺织品、航空航天、交通运输、农业、国防、建材、太阳能系统、军事、制冷设备和医疗设备等领域。

相变材料纺织品应用

现阶段针对于纺织材料的研究应用,可将相变点适宜的微型储能单元植入面料和纤维中或进行涂层,成为含有调温单元的智能双向调温穿戴,用这种纤维生产的运动服装或者内衣具备体温调节功能,还可以改善血液微循环。其它应用包括香味胶囊,防蚊胶囊,和热功能流体等。


相变储能纤维的智能调温机理是:当人体处于剧烈活动阶段会产生较多的热量,利用相变材料将这些热量储藏起来,当人体处于静止时期,相变材料储藏的热量又会缓慢地释放出来,用于维持服装内的温度恒定。

相变调温微胶囊技术

相变材料在纺织品应用中常见的有四种方法,包括中空纤维浸渍填充法、织物整理法、纺丝法和微胶囊处理法。其中微胶囊技术的应用克服了相变物质的局限性,提高了其使用效率。将相变材料微胶囊化不仅可以有效的地增大热传导面积,减少相变材料与外界环境的反应,并且可以在相变发生时控制材料体积的变化。智能调温是其主要功能。


当相变材料在服装上应用时,相转变温度范围应和人体温度变化范围相似,以利于保持恒定的皮肤温度。一般服装上使用的相变材料其相变温度在25~29℃。相变材料相变温度过高起不到降温作用,过低会造成人体的不适感甚至致病。另外,此仿生学调温纤维能不仅能根据天气变化自动调节穿衣的温度,而且可弹性调节水气渗透力,迅速排出湿气,具有高度防水及防风功能。

这其中的机理就是“潜热”:

  • 当人体处于剧烈运动时,身体会产生大量的热量,相变材料会将这些热量吸收并且储藏起来;

  • 当人体处于静止时, 相变材料会将储存的热量缓慢地释放出来,用于保持服装内的温度恒定状态。

动时,身体会产生大量的热量,相变材料会将这些热量吸收并且储藏起来;
 

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