服裝を溫める：身につける「エアコン」

寒くなりました。服をたくさん著てください。暑いから服を一つ減らしてください。これは普通の生活常識ですが、この簡単な常識は近い將來、新しい技術によって覆されるかもしれません。

未來は四季の変化にかかわらず、必ず服を減らさなくてもいいです。一枚で一年中の溫度変化に適応できるかもしれません。

もしかしたら、暖かい下著のようなものではないかという読者がいるかもしれません。市場にはすでにありました。

そんなことはありません。今日紹介するこの服は普通ではありません。特殊な繊維材料で作られた溫度調節服です。寒暖によって雙方向に変化することができます。

溫度を加減する繊維服裝どのようなものですか？溫度調節機能以外に、外観や內部構造は普通の服とどう違っていますか？これらの疑問を解くために、記者はこの技術を開発した天津工業大學材料學院を最近訪問しました。

繊維を溫める服の開発には、偶然の発想があった。

前世紀の90年代初め、國內の保溫服の製品は多いです。工大材料學院で教鞭を執っている張興祥教授は、服裝の光熱力が足りないかもしれません。私達の実際の生活の中で、室內と屋外の溫度の違いがとても大きいです。特に冬は、服を著ています。保溫服外に入れたら暖かいと思いますが、暖房のある部屋に來たら、熱くなって、脫げなくなります。どうすればいいですか？もし環境溫度が低い時に、自動的に服の溫度を上げて、環境溫度を下げることができます。

熱を出して吸熱する服材料

當時、國內の溫度調整材料の研究はまだ白紙の狀態だった。そこで、張教授の率いる課題チームは研究を経て、一つの材料を選びました。専門名稱は「相転移材料」です。

素人にはなじみのない言葉ですが、工大材料學院のハンナ先生は記者のために、「相転移材料」というのは、材料そのものが熱を吸収して放出し、吸熱と放熱の過程で材料そのものが「変身」するということを率直に説明してくれました。

「変身」の過程は面白いです。材料は固體で、外部の溫度が30℃以上の時、材料は外部の熱を吸収し始めます。固體から「変身」して液體になります。同時に、熱は材料に吸収されて「貯蔵」されます。冬の人々は寒い室外に出ると、外の溫度が20℃以下になると、材料自體が熱を放出し、液體から固體に戻るが、それらが放出された熱は服を通じて自分の體に伝達され、このような服を著ていると、自然と同じ厚さの普通の服を著ているより暖かい。

科學的なテストによると、人體が最も快適に感じる皮膚溫度は33.4℃である。體のどの部位の皮膚溫度と最も快適な皮膚溫度の間の溫度差が、■1.5℃から■3.0℃までの範囲であれば、人體は寒くも暑くもないと感じますが、もしこの溫度差が■4.5℃を超えると、人體は寒さや暑さを感じることになります。この特殊な素材で作った服は、この溫度差を■3℃程度に抑えることができるので、著ている人にとってはとても快適です。

服の中にカプセルが詰まっています。

しかし、ここを見て疑問に思う人がいるかもしれませんが、材料が外部の熱を吸収する時に固體から液體になるなら、服から流れ出ないでしょうか？これは大変です。濡れた服を著ていると辛いですよ。私なら、このような暑さに濡れる服は買いません。

実は、私たち素人の心配は、専門の研究者がとっくに考えています。前世紀の90年代初めに、張興祥教授の課題チームは服を暖かくしたり、材料を液體にしたりしないように、服を濡らしたりする方法を研究し始めました。たゆまぬ努力を経て、彼らは「マイクロカプセル」というものを開発しました。みんなはすべてカプセルを見たことがあって、ただ張教授達の作った“カプセル”はふだん食べた薬物のカプセルよりずっと小さくて、直徑は1ミクロンだけあります。カプセルの材質は樹脂ポリマーで、強靭で、外部の溫度が上がっても下がるのも、ある程度の圧迫を受けても破裂が現れないので、この重合體カプセルの保護があれば、相転移材料が液狀になってから流れてくる心配はないです。{pageubreak}

保護層ができました。これから作られるのは、千何萬個もの小さな「マイクロカプセル」を普通の服の繊維に混ぜて、繊維を溫めて、このような繊維で布地を作ります。

宇宙服と家著は全部使えます。

韓娜先生の紹介では、「マイクロカプセル」の技術以外に、張興祥教授の課題グループはまた「相転移材料複合紡績」の技術を開発しました。この技術はまず相転移材料を「マイクロカプセル」にする必要はなく、紡績技術の上で「手足」を作ります。細い糸の中に芯層があり、芯層の中に「相転移材料」を包んでいます。

溫度調節材料の応用といえば、將來性が広く、綿、麻、毛、糸などの各種材料と混紡できます。現在は宇宙服、消防服の保溫層材料などの特殊製造分野に応用されました。また、赤外線偽裝服の製造にも応用され、服の表面の溫度は赤外線裝置では感知できないほど下がってしまうので、このような偽裝服を著た兵士は、測定器では探知できない「ステルス」になります。民生服の方面では、溫度調節の材料も多くの分野に応用できます。例えば、高級な服裝の調溫內張り、內ズボン、帽子、手袋などがあります。

暖かいコートを著てみて、暖かくて大丈夫です。

記者が実際に服を溫めるという不思議な効果を実感するために、ハンナ先生は溫度調節のコートを持ってきました。一見、コートは専門店で売っている普通のコートとあまり変わりません。生地と裏地は普通のニトリル素材ですが、このコートを甘く見ないでください。実は、その「玄機」は中に隠れています。

記者が服の隅を手でつまんで、中の詰め物と普通の「綿パッキン」の違いをじっくりと感じています。コートの中には厚みがなく、詰められた溫度調節材料は多くないと感じていますが、記者の手がどう感じても、中の柔らかさを感じるだけで、何か「カプセル」の形のものに觸れることができないようです。

記者が真剣に探している姿を見て、ハンナ先生は笑って聞きました。

このように注意すると、記者はやっとはっと悟りました。「マイクロカプセル」は直徑が一ミクロンしかなく、顕微鏡で見られます。

続いて試著してみました。メーカーが彼らの溫度調節技術を利用して作ったこの服は三つのサイズがあります。それぞれ身長170センチ、180センチ、185センチの大人に対応しています。記者の身長は160センチしかないですが、この三つのサイズは大きく見えますので、一番小さいサイズの服を一枚だけ持ってきてください。

服はちょっと大きいですが、記者は自分がまだ幸運だと思います。「天気が美しい」という理由で、記者が服を試著している時の天気はどんよりしていて、風が吹いています。

服を溫めて身につけます。重さが軽いので、ファスナーを上げたら、中が柔らかいと思います。試著する前に記者は自分のコートを著ていませんでしたが、ユニホームだけ著ていて、體が冷えて鳥肌が立ちます。だから最初に服を溫めた時、すぐにその暖かさを感じられませんでした。

しかし、わずか1、2分でこのような狀況が改められました。記者は背中にかすかな暖かさを感じ始めました。そして體の前も暖かくなりました。服を溫めるのは確かに熱を放出する効果があります。十分間の間、試著していましたが、この暖かさはずっと消えませんでした。

天気が比較的に寒いため、室內の外の溫度はすべて高くなくて、そのため服の“溫度を下げる”の過程の記者を経験していないで、少し殘念です。しかし、ハイテクがもたらした奇妙な體験を記者は身をもって感じました。SF映畫のような不思議な「未來の服裝」は、すぐに現実になります。