新闻眼寒冬已至，保暖内衣又成了市场上的宠儿。“自发热”“远红外”“石墨烯”……各种听起来高深莫测的名词被印在保暖内衣的标签上，它们的价格也水涨船高。这些衣服真的能像暖气一样自己发热吗？本期《创新大唢呐》为你解释这些“保暖神器”背后的科学知识。
(资料图片仅供参考)
图为AI生成
“自发热”的真相：热量不会凭空产生
从能量守恒定律来看，热量不可能凭空产生，所有的“自发热”，实际上都是借助外力发热的。目前市面上的“自发热内衣”，大部分是利用纤维吸湿发热的原理。
吸湿发热纤维主要吸收人体发出的水汽，也就是汗液，形成氢键发出热量。在纤维的结构中，有一些亲水基——可简单理解为“喜欢水”的原子团——会与水分子结合产生热量，而水分子的动能也会转化为热量。
氢键是一种特殊的化学键，处于分子间力和共价键之间。平时多见于水中，固态下的水（冰，上图左）中的氢键更加稳定，液态下的水（上图右）中的氢键会进行不断地断裂和重组。图源：科普中国
常见的纺织纤维都有吸湿发热的能力，不过，不同品种的发热能力有差别。专门的自发热纤维，化学组成中亲水基团的数量更多，纤维的吸湿性更好，吸湿后发出的热量也更多。
为了提高纤维的吸湿性能，不仅可以给纤维增加亲水基团进行亲水化处理，还可以通过改变纤维的表面形态结构，以利于纤维表面对水分子的吸附。
例如，通过增加纤维表面的沟槽数量和深度，提高纤维对水汽的吸附能力。下图中，右侧两种吸湿发热纤维，表面沟槽的数量和深度都超过了最左边的普通腈纶纤维。
不同纤维在扫描式电子显微镜下的形态。图源：科普中国
吸湿发热纤维通过吸湿来放热，但是在纤维“吸饱”了湿气之后，其放热反应就会减缓，吸湿的纤维同时还会将湿气排出，这个过程又会吸收热量。如若不能及时排湿，吸湿的纤维会给穿着者带来不适感。
所以，为了改善这种不适感，很多面料采用吸湿发热纤维和其他种类的纤维混纺，来达到吸湿放热和排湿干爽的均衡。比如腈纶纤维和聚酯纤维等。
国家纺织制品质量监督检验中心曾对3款“自发热内衣”进行了测试，并与传统的纯棉内衣做了对比，结果显示：“自发热内衣”确实比普通内衣的发热效果更好，但差距并不大。总的来说，商家标榜的“自发热”面料，其实只是一种营销套路。
“远红外”保暖的秘密：先吸热，再还热
远红外纺织品是一种高效的保温材料，它是在纺纱的过程中，加入了含有远红外功能的粉体。比如“色拉姆”就是一种利用先进的纺丝技术，把远红外线放射陶瓷颗粒加入到腈纶纤维中得到的材料。
远红外纺织品的发热原理是先吸收环境（如阳光中的可见光、红外线、远红外线等）以及人体自身发出的能量，再转换成远红外线辐射回人体，从而实现给人体供热。
它吸收的能量有两种：一种是环境中的能量，比如阳光中的可见光、红外线、远红外线等；另一种是人体自身发出的能量。远红外纤维吸收了这些能量之后，会将其转换成远红外线再辐射回人体，从而实现给人体供热。
GB/T 30127-2013《纺织品 远红外性能的检测和评价》规定，远红外发射率不低于0.88，温升不低于1.4℃时，才可称其具有远红外性能。不过，由于造价较高，市场上真正的远红外纺织品并不多。
“石墨烯”内衣：成本可控，并非“智商税”
据了解，石墨烯是碳材料的基本结构单元，是一种纳米材料，具有高强度、高导电性和优异的热传导性能。石墨烯纤维可以制造具有抗菌、除臭、防紫外线等功能的服装，通过吸收人体热量之后再发射远红外线到人体来实现保暖的目的。有消费者质疑称石墨烯价格昂贵，制成衣物成本可能要上万，因此，售价几百元的服装中添加的基本都不是真正的石墨烯。那么，这样的说法是真的吗？
北京石墨烯技术研究院院长材料学博士王旭东：网友说的应该是纯石墨烯的产品，现在在化纺里面添加的量普遍是在千分之一至千分之五，这个添加量还是很有限的。通过中国材料工程师的努力，同等质量的条件下，石墨烯已经从10年前1万美金一克，降到了1块钱人民币一克，虽然相比于部分材料还是较贵，但价格基本已经下降到了百姓可以承受的水平。
专家强调，由于添加含量较低，石墨烯保暖内衣的成本，往往不仅取决于石墨烯本身，更在于衣物原材料纤维的种类，以及与石墨烯融合的制造工艺。市场上琳琅满目的保暖内衣，仍适用于“好货不便宜”原则，但也并不意味着便宜没好货。
消费指南：如何选购保暖内衣？
虽然，我国目前没有对吸湿发热内衣采用强制性标准，不过可以参考行业标准FZ/T 73036-2010《吸湿发热针织内衣》来评价吸湿发热内衣。
该项标准提出了两项关于吸湿发热性能的指标，一是最高升温值大于等于4.0℃，二是30分钟内平均升温值大于等于3.0℃。消费者在购买吸湿发热内衣时，应注意防范商家的夸大宣传，可选择正规渠道和信得过的品牌。
此外，达标的内衣，会在商品吊牌上执行标准那一栏里，明确标注符合FZ/T73036-2010《吸湿发热针织内衣》标准，购买的时候可供参考。
同时还要注意，这些“自发热”保暖衣：
不适合干燥的地区，冬天人体汗液少，纤维很难吸湿发热。
不适合皮肤干燥的人群，易引起皮肤瘙痒。
不适合婴幼儿，婴幼儿皮肤娇嫩，容易造成皮肤不适。
不适合长期穿着，吸湿发热内衣在吸湿—发热—排湿—吸热的循环中往复，穿着一段时间后需要换下来排湿。如果不能及时排湿，爱出汗的人群会产生不适感。
科技进步确实让保暖材料不断升级，体验更佳。但真正的保暖“黑科技”不应是制造信息迷雾的营销话术，而是基于材料科学，实实在在提升衣物性能的革新。冬日保暖，最可靠的热源始终是我们自己的身体，而一件好衣服的价值，在于如何用更聪明、更舒适的方式，为我们留住这份温暖。
点击下方图片进入专题
查看更多精彩内容
↓↓↓
