理论教育 未来旅行必备:穿戴式医疗监控衣服

未来旅行必备:穿戴式医疗监控衣服

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:前几年,国内外研究人员曾组成联合团队研发了一种像纤维一样的柔性微型超级电容器,如果把这种“纤维”用来织成衣服,就成为穿戴式医疗监控、通信设备或其他小型电子产品的电源。这种新型的纤维设备是一种超级电容器,犹如电池家族中的“堂弟”。

未来旅行必备:穿戴式医疗监控衣服

外出旅行会遇到各种问题,如出门刚换的新衣服,不慎弄脏了,或者弄湿了,非常糟心;玩得兴趣正浓,遇到天黑了,能不能自身来个照明……科技女神早就想到了这些,“贴身”地为我们创造了出行的便利。这里介绍几件能助你出行的“特种衣服”。

将汗水迅速转移到衣服表面,通过空气流通将汗水蒸发

1.速干衣

这里的所谓速干是指该面料的衣物与毛质或棉质的衣物相比时,在外界条件相同的情况下,更容易将水分挥发出去,干得更快。它并不是把汗水吸收,而是将汗水迅速地转移到衣服的表面,通过空气流通将汗水蒸发,从而达到速干的目的,一般的速干衣的干燥速度比棉织物要快50%。

外出活动的人比较容易出汗,特别是运动量大的时候,全身会大汗淋漓。如果此时你穿的是普通的衣物,那么它们会紧紧贴在你的皮肤上,特别难受。如果有件速干衣物,就能使挥发的汗水迅速得以挥发到体外;还有一种原因是野外行走时,早晨的露珠或是毛毛细雨都会将你的衣物打湿,如果遇到裤腿紧贴在腿上,那会带来不舒服的感觉。如果这时有件速干衣物,那么它们的速干性能及防泼水性能就会使你免除这些麻烦。

男女速干圆领气排球衣服

其实,速干衣物并非很神秘,大多数速干衣物都是由化纤面料制造而成,只是由于加工技术的不同,使其拥有了普通衣物不具备的种种神奇的功效。例如,有一种最为常见的面料叫柯梦丝(Coolmax),它的突出特点是具有很强的吸汗排汗功能,这得归功于柯梦丝的中空结构;还有一种叫“MONI-DRY”的吸湿速干面料,其主要特点是超强的挥发性和吸水性,比一般的棉布要强2~3倍,从而有效地保持穿着者的舒适干爽……总之,市场上的速干衣物品牌林林总总,所使用的面料也是数不胜数,更是令人眼花缭乱。然而,速干衣物是应户外使用环境的要求产生的。一般情况下,春夏交替时就可以穿上速干衣物了,此时它们比起厚重的冲锋衣要方便、实用得多。

因此,面料的速干原理随面料的不同而不尽相同。有利用类似形状记忆高聚物的特征原理;也有利用微孔薄膜原理;还有利用水滴分子直径与水分子,空气分子之间的差异性原理,等等。其中市场上极为常见的速干面料是利用微孔薄膜原理,它的速干原理是利用微孔孔径介于水分子、空气分子最大直径与水滴分子的最小直径之间的一层薄膜,然后再将薄膜与外层织物复合,于是面料就有了防水透气的功效。采用这种原理的面料,发挥作用的是那带有微孔的薄膜,它既起到防泼水的作用,还起到透气的作用,不管是利用微孔薄膜原理还是别的什么原理,其实都是纤维不同的化纤面料罢了。

速干衣的主要功能是快速排汗,也就是将皮肤上出的汗水迅速吸收、扩散,并通过尽可能扩大面积来加快蒸发速度。特别要提一下做户外运动时,速干衣在防风防雨防湿方面能发挥更好的作用。即使全部淋湿,速干衣只用半个小时就可以变干了。

2.防水防污抗皱T恤

外出旅游或活动,不免会被一些意外的事情所困扰。吃饭的时候,一不小心,汤汁溅到衣服上,弄脏了;在公园和野外游玩,或是开心地逛街时,天气热得人汗流浃背,很快汗渍浸满全身,脏兮兮的一大片,衣服都被汗水浸透了,发出奇怪的馊味,好扫兴;出差旅行时,打开行李箱看到那些皱成一团的衣服,你确定要重新再洗一次吗?

这些情况下,要是有一件T恤,能够同时做到耐脏+防水+防污该多好呀?大雨和玩水也不能使你湿身,穿几天都不用洗,依然白净如初……

科学家已研制出这种神奇的T恤,它的名字叫“纳米防水防污抗皱T恤”。

有人做过这样的实验:试着将水浇在这件T恤上,竟点滴都不会停留,只能不停地往下掉;再将酱油、果汁番茄酱、沙拉酱等一切可以倒的东西都统统浇在T恤上面,果汁、可乐、牛奶也是分毫不沾,番茄酱,沙拉酱也很快败下阵来,只用矿泉水冲一下,污渍就像被弹开似的,也是瞬间洒落一地。

纳米防水防污抗皱T恤(www.daowen.com)

衣物表面分布的二氧化硅粒子形成了隔离层

那么,这种高科技面料又是怎样阻止水油和脏东西对其黏附和渗透的呢?

原来,这种面料采用疏水的纳米技术,即在衣物表面分布一层二氧化硅粒子,形成一个跟外界的隔离层,水油和污物接触到面料时,被隔离层弹开,根本无法进入面料内层,只能呈150度的方向滑落。就跟荷叶拒水的原理一样,你把水倒在荷叶上,水珠会快速聚集,向四周移动。这种采用纳米技术的T恤面料,表层是无数细微的小孔,不但能很好地阻挡汗渍和细菌,还能防水、防污,还有很好的透气性,并且相当抗皱,穿上它运动再也不怕汗流浃背了。

3.自行发电的衣服

衣服能够自行发电的话,以后出门远行再也不怕轻易没电了。这究竟是一种什么衣服呢?

前几年,国内外研究人员曾组成联合团队研发了一种像纤维一样的柔性微型超级电容器,如果把这种“纤维”用来织成衣服,就成为穿戴式医疗监控、通信设备或其他小型电子产品的电源

这种新型的纤维设备是一种超级电容器,犹如电池家族中的“堂弟”。它囊括的石墨烯和碳纳米管的互联网络十分紧致,其存储的能量相比一些薄膜锂电池具有更大的优势。该装置具有保持充电和释放能量比电池快得多的优点。这种纤维结构的杂化材料提供了巨大可接触的表面区域,并能高度导电。

研究人员相信,这一体积的存储容量(称为体积能量密度)是迄今基于碳的微型超级电容器的最高值:每立方毫米6.3微瓦特小时。

这种纤维还可以十字交叉的方式织成服装,作为在智能纺织品方面的可穿戴设备。例如,这样的衣服可以为在家携带生物医学监控仪器的病人供电,并可将病人的信息提供给医院的医生。织入制服像电池般的超级电容器可为显示器或通信的晶体管提供电源。

这种“纤维”织成自行发电的衣服

衣服成了一个节省空间的电源

研究人员把这种纤维叫作“一个节省空间的电源”,它可作为医疗植入物的“能量运送导线”,为在家的病人或老人供电给医疗检测设备,或者在野外为士兵使用通信设备提供电源。

此外,研究人员还饶有兴致地测试了这些纤维的多功能应用,包括电池、太阳能电池、生物燃料电池及可灵活、穿戴式光电系统的传感器

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