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)
东西问丨于志勇:新疆最早出现的“中国”二字蕴含怎样的文化认同?******
编者按:
国宝之美,穿越古今,器以载道,恢弘万千。每件珍稀文物背后,都凝聚着古人的匠心智慧,镌刻着中华民族的文化基因,见证着中外文明的交流互鉴。从2023年1月11日起,中新社“东西问”推出“镇馆之宝”系列策划(一),藉专家探究文物之意涵及其背后故事。
中新社乌鲁木齐1月11日电 题:新疆最早出现的“中国”二字蕴含怎样的文化认同?
——专访新疆文博院党组成员、副院长,新疆博物馆馆长于志勇
作者 苟继鹏
1995年,新疆和田地区民丰县尼雅遗址出土了一件汉代织锦护臂,上面织有“五星出东方利中国”八个篆体汉字,这是目前新疆出土最早的“中国”字样。“五星出东方利中国”汉代织锦护臂(又称“五星锦”)是国家一级文物,被誉为20世纪中国考古学最伟大的发现之一,现收藏于新疆博物馆,系该馆“镇馆之宝”之一。
这块织锦织造于何时又有何用途?“五星出东方利中国”是何意?蕴含怎样的文化认同?近日,“五星锦”考古发掘亲历者之一,新疆文博院党组成员、副院长,新疆博物馆馆长于志勇就此接受中新社“东西问”专访。
现将访谈实录摘要如下:
中新社记者:新疆出现最早的“中国”二字源于何处?是如何被发现的?
于志勇:1995年10月,位于新疆和田地区民丰县的尼雅遗址考古有了重大发现。中日尼雅遗址学术考察队在对该遗址一处重要墓地进行考古发掘的过程中,发现了“五星出东方利中国”汉代织锦护臂。这也是迄今为止,新疆地区发现的最早的“中国”二字,其诞生于汉代,距今两千多年。
尼雅遗址地处丝绸之路南道的交通要冲,是古代东西方文化交流融汇之地。“五星锦”发现于一处两人合葬墓,和作为随葬品的弓箭、箭箙、短剑鞘等物品放一起。当时,现场工作人员见到墓内男性葬者右侧的织物中露出一点色彩斑斓的织锦,在沙土掩盖中格外醒目。一点点翻开,织锦不仅逐渐显露出鲜艳的蓝、白、红、黄、绿花纹,还陆续看到织出的汉文“国”“东方”“五星”等字。最后看到完整的文字是“五星出东方利中国”,在场所有人都为之震惊。
“五星锦”出土现场。新疆文物考古研究所供图
中新社记者:“五星锦”是一件怎样的文物?为何被称为20世纪中国考古学最伟大的发现之一?
于志勇:“五星锦”呈圆角长方形,长18.5厘米,宽12.5厘米,以织锦为面料,边上用白绢镶边,两个长边上各缝缀有3条长约21厘米、宽1.5厘米的白色绢带(其中三条残断),织有八个篆体汉字:“五星出东方利中国”。
经过纺织考古专家分析和鉴定,“五星锦”是由五组经线和一组纬线织成的五重平纹经锦,经密220根/厘米,纬密48根/厘米,平纹五重经的组织在汉锦中较复杂,也极为罕见;其纹样题材异常别致,有凤凰、鸾鸟、麒麟、白虎等瑞兽和祥云瑞草,并将“五星出东方利中国”的文字巧妙列置其中,寓意祈佑祥瑞。
“五星锦”制作考究,工艺精湛,色彩绚烂,精致无双,是汉代织锦技艺的最高代表。这类风格和题材的织锦,在出土文物中极为罕见,是难得的艺术珍品。并且意蕴深厚,内涵丰富,是国家一级文物,中国首批禁止出境展览的64件文物之一,也是新疆博物馆的“镇馆之宝”,被称为20世纪中国考古学最伟大的发现之一。
展出的“五星锦”。刘新摄
中新社记者:织锦上的文字“五星出东方利中国”是何意?蕴含怎样的中华文化?为什么说这件汉代织锦折射出西域地区对中华文化的认同?
于志勇:据考证,“五星出东方利中国”是中国古代星占用辞。五星指水、火、木、金、土五大行星;“东方”是中国古代星占术中特定的天穹位置。“中国”,先秦时期是对周天子所居洛邑地域的指称,秦汉时期是中央政府郡县统辖管理的地域。古代天文术语中是地理、政治的概念,随着大一统统一多民族国家的形成和发展,逐步形成了以儒家文化为核心的文化政治的概念。
“五星出东方”指五颗行星在一时期内同时出现于东方天空,即“五星连珠”或“五星聚会”现象;“五星出东方利中国”,即出现五星共见东方之天象,则于中国有利。
“五星锦”把天文、史实和古人的阴阳五行观念等巧妙融为一体,并且出现在远离中原的尼雅遗址,证实了国家治理和统辖西域、开发建设西域的历史,深刻揭示了汉朝开拓西域后丝绸之路经济文化的繁荣历史脉络,说明了当时西域对于中原文化的认同和向往,实证了中原文化的影响力,也侧面反映出各民族在两千年前就进行了深度交流交融,亦生动展示了中华文明的丰富内涵和特殊魅力。
“五星锦”在新疆博物馆举办的《尼雅·考古·故事——中日尼雅考古30周年成果展》上展出。刘新 摄
中新社记者:历史上,汉代中央政权如何实现对西域的有效管辖和治理?汉代“五星出东方利中国”织锦为何会出现在今天的新疆和田地区民丰县?其背后有着怎样的民族融合与文化交流?
于志勇:汉代中央政权为管理统一后的西域,在乌垒城(今新疆轮台县境内)设立西域都护府,正式在西域设官、驻军、推行政令,开始行使国家主权。
出土“五星锦”的尼雅遗址为西汉时期精绝国所在,精绝国系汉代西域三十六国之一,受西域都护府统辖。有学者根据史料推断,“五星锦”应于西域都护府设立之时(神爵二年)被赏赐给精绝国,见证了西域都护府设立的历史。
张骞“凿空”西域之后,汉代中央政权就与西域诸国间“驰命走驿,不绝于时月;商胡贩客,日款于塞下”,开启了“丝绸之路”的辉煌历程。一方面,促使中华文明的西传,汉代中央政权与西域各国的经济文化往来更加直接。另一方面,西域文化也逐渐传入中原。汉朝统一西域后,各民族交往交流交融,共同开拓辽阔的疆土,创造悠久的中国历史,书写灿烂的中华文化,培育伟大的民族精神。
出土“五星锦”的尼雅遗址。新疆文物考古研究所供图
中新社记者:“五星出东方利中国”这句话承载着千年前人们怎样的愿景?今天应如何看待?
于志勇:“五星出东方利中国”是一句祈祝吉祥祺瑞的用语,表达良好的企盼和愿望。与“五星锦”同时出土了一件“讨南羌”织锦残片。经比对,是从与“五星锦”相同的锦料上裁剪下来的一部分。
根据对具体史实的研究和图案的缀合分析,织文可以连续为“五星出东方利中国讨南羌……”。这句织锦文字无疑是汉朝为了祈祝讨羌大事在政治和军事上的顺利。
以“五星锦”为题材的舞剧《五星出东方》在新疆博物馆演出。苟继鹏 摄
随着历史研究不断深入,人们对“五星锦”历史文化的认知和了解也将更深刻、更全面。比如以“五星锦”为题材的舞剧《五星出东方》,艺术地演绎了西域绿洲丝绸古道的历史佳话,讲述了中华文化的源远流长、博大精深,诠释了各族人民“像石榴籽一样紧紧抱在一起”构成中华民族共同体的主题。该剧演出一年多来,在全国多地开启巡演30余场,反响热烈,2022年9月获得第十七届中国文化艺术政府奖文华大奖。(完)
受访者简介:
于志勇,新疆文博院党组成员、副院长,新疆博物馆馆长。兼任中国敦煌吐鲁番学会副会长,中国博物馆协会常务理事。毕业于西北大学。长期从事新疆考古及丝绸之路考古研究、博物馆社会教育。参与并主持的1995年新疆民丰县尼雅遗址、2007年库车市友谊路晋十六国墓葬考古发掘,分别评获当年度“全国十大考古新发现”;合作编著有《中日尼雅遗址学术考察报告》(全三卷)《中国文物地图集:新疆维吾尔自治区分册》《中国出土壁画全集·新疆分册》《新疆通史·图录(先秦秦汉)》等书籍,在国内外学术刊物上发表论文50余篇,代表作有《新疆尼雅出土“五星出东方利中国”彩锦织纹初析》《汉长安城未央宫遗址出土骨签之名物考》等。