冬天到了,保暖衣物依然是世界性难题,怎办
虎哥2015/11/19正能量研究 IP:四川
科学如此发达,然而,衣物保暖依然是世界性难题,真是一件怪事。

冬天给人的感觉就是——厚,实在是太厚了。直到今天,依然没有太好的办法,最好最流行的保暖材料,依然是数百年来广泛使用的羽绒服。

衣服的特点首先要柔软,穿着舒适,易于加工,可以方便的清洗;然后要能够通过水蒸气,也就是常说的透气;接着就是要保暖;最后,成本不能太高。

兼顾这些要求的材料,现在问世了吗?

是否有一种导热率接近于真空的高分子材料,用极不活泼的气体来发泡,涂柔性反光材料,制作成布料,然后发明一种技术能够在生产中调控这种布料的气孔密度,从而达到适当的透气率?

不知什么时候,可以在零度的户外,只穿一件类似于运动长袖的衣服,就能相当于现在大约5厘米穿衣厚度?

不知这样的发明什么时候能诞生,但是我相信一定有这一天的。

除了“保暖”之外,还有加热的办法,但至今为止仍不具备大规模商品化的综合性能。

就是想大家探讨一下冬季衣物的颠覆性创新,可能是啥样的。

[修改于 8年5个月前 - 2015/11/19 05:09:30]

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来自:综合交流区 / 极客DIY
92
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~~空空如也
shsyfsh
8年5个月前 IP:上海
798197
无源保暖衣,釆用 密封 闭气,运动补热,吸水保温,理论上 有可行性 。
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shsyfsh
8年5个月前 IP:上海
798198
还是需要有具体数据的支持。    专门査了下,常温时,汽化1毫升水,会带走2450焦热量。     如果说一节18650电池可以有10瓦时电能,那么,吸附16毫升水,就可以有同样的保温贡献了。
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ybwxxyy
8年5个月前 IP:重庆
798238
听说有研究利用人体运动的的动能来供电的。。。要是能达到一定功率的话可以用来给衣服加热
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longgexu
8年5个月前 IP:浙江
798283
动物毛皮是最好的保温材料,因为他是自然进化出来的,
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虎哥作者
8年5个月前 IP:四川
798332
引用 longgexu:
动物毛皮是最好的保温材料,因为他是自然进化出来的,
但是进化没有考虑动物死后剥下的皮毛的保温效果。
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虎哥作者
8年5个月前 IP:四川
798333
讨论到现在,可能的努力方向大家应该都知道了。但是目前依然是把很多因素搅和在一起。我认为应当划分不同的解决路线,分路线来进行研究。保持干燥和保持温暖也应该可以分别探讨。保持干燥就包含了实时透过型,吸水传导型,吸水后晾干型。而保温可以从传导、对流、辐射等多个方面来具体探讨。
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shsyfsh
8年5个月前 IP:上海
798350
由于是无源保温,热源只是人体发热,问题就简化了。
传导,对流,辐射等,在这儿都只是散热方式,都要尽量杜绝。
其中,由于反射手段便宜,辐射方向可以选择,用来反射保温,也算聊胜于无。

面料不透气还是重点(但不难实现),领口,袖口,下摆不漏风还是关键(不难由设计保证)。
有效的吸湿和高效的除湿,需要进—步探讨。
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shsyfsh
8年5个月前 IP:上海
798352
关于除湿。
从喷淋散热和湿帘降温的原理,可以反推出风干除湿的效率应该是很高的。
如果在意速度和效果,可以放弃点效率,略略辅以加—点温度。        
现在只是概念,但方向和趋势不会错。
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硝化咸鱼
8年5个月前 IP:上海
798366
引用 虎哥:
对了,有个问题,谁对潜水服或者抗浸服比较了解?寒区用的潜水服具有很好的保暖效果,但是显然一点也不透气,那么,出汗的问题是如何解决的?难道脱了以后才能把汗水倒出来吗。
干式潜水服分全干式和半干式。全干式的潜水服实际上还是很容易散失热量,所以里面要穿一套潜水专用的底衣,保暖性能很厉害。全干衣上一般有进气阀和排气阀,进气阀通过减压阀连接到气瓶上,所以实际上在皮肤和潜水衣之间有一层衣服+空气隔离,所以并不会太难受,而且可以通过定期排掉干衣内的气体,再充入新鲜的干燥空气来带走湿气。不过一般除了重度爱好者和工作人员,一般的爱好者都不大愿意选择全干衣。一方面是购买和维修的价格高、保养麻烦,另一方面是穿脱极其困难,而且行动也不方便。
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Miller
8年5个月前 IP:山东
798402

冬天最好的保温方式我个人认为就是硬抗——多吃饭多锻炼,另外还要有点忍耐力,不要一觉得凉就喊冷。
说实在的,冬天保暖实在是太容易了,电热直接解决。我觉得同是户外穿着,现在讨论冬天保暖不如讨论讨论夏天如何让自己觉得凉爽一些。我现在在研究的就是这个。
可以说非常困难,为了不影响外观,我在尝试了3种不同风扇后放弃了风扇这个选项,现在转而研究气泵。
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风电氢能
8年5个月前 IP:北京
798416
最起码要把研究的先决条件给确定了

适用范围室内还是室外?穿戴者运动还是静止?甚至穿戴者年龄也是条件之一。

如果是年轻男性,在室外运动,就必须考虑排汗问题。

如果是中老年人,在室外运动量较小,出汗也较少,对排汗问题就不必那么苛求。因为老人出汗的量非常少,除非温度超过体温,或是剧烈运动。

我个人认为,寻找某一种适合全部条件的材料是不可能的。只有智能化设备根据穿戴者的条件进行微调才是合理的。

例如一件保暖服,搭配可穿戴手表。

保暖服通过电子控制织物孔洞的张开与闭合。就像人体毛孔一样。

人体温度不高时,控制织物孔洞(毛孔)闭合,透气数量少,保暖性能良好。

当探测到人体运动时,控制织物孔洞张开,增加空气流通,同时散热排汗。

当然,电子控制也许比较难做到,但是使用温度记忆材料还是有可能的。

比如温差记忆材料设定35度以上,材料呈网状,材料上大量孔洞。

当温度降低至35度以下时,记忆材料孔洞部分收缩,阻止空气交换,保持衣服内部温度。
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兰若,公主魂
8年5个月前 IP:浙江
798703
加强锻炼身体,,多吃高热量食物。。。
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虎哥作者
8年5个月前 IP:四川
798721
引用 立棍:
你们思维都太抽象,太绝对化,太基础了。这套应该在中国行不通。  
我觉得首先应该“参考”一下别人的设计,这样才可能尽快的作出产品。 我先上图,晾一下我的廉价保暖大衣
..
如果能在保暖效果相同的情况下,做到一件长袖棉毛衫的厚度,是不是很好呢,这样习主席也会更帅嘛。
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gi0001tw
8年5个月前 IP:台湾
798735
目前最便宜的方法就是利用走路的動能,鞋底電磁發電,加熱全身。
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sunny900
8年5个月前 IP:广东
798736
提供点基础数据供参考(转载):
粘纤具有最符合人体生理科学的保湿性能。从事纤维特性分析的有关专家在全国性科学技术核心期刊《人造纤维》撰文称。人体皮肤表层水份在12-15%时,皮肤光滑而有弹性。一旦皮肤缺水就会变得干燥,继之粗燥,久之就会出现皱纹。人体皮肤处于62%的相对湿度时,感觉最舒服。人体最舒适的相对湿度在45-65%之间。要求纺织品必须具备一定的吸湿性、透气性,用纤维12-14%的回潮率来保证皮肤表层12-15%的含水率。我国主要纺织纤维的标准平衡回潮率为:棉花7-8.5%、羊毛14-16%、蚕丝9-11%、粘胶纤维12-14%、丙纶和氯纶为0、氨纶0.4-1.3%、涤纶纤维为0.4-0.5%、苎麻7.0-10.0%等。粘纤的回潮率最符合人体皮肤含湿的要求,天热时透气、吸汗;天冷时能保湿,不产生静电,柔软舒适,特别符合人体皮肤生理科学。粘纤的这一主要特点是因为含有大量亲水基团的纤维素大量分子能吸附水分子和起水化作用,并且,粘纤的结晶度比其它纺织纤维低的特性所决定的。他们还作出了这样一个科学的论断,即使全棉内衣也不及粘胶纤维内衣符合人体皮肤保湿要求。而羊毛纤维略高于皮肤表层12-15%的含水率,虽然保温但易带静电,从这一点上来说也不及粘纤。粘纤的这一特性使人体皮肤一直处于最滋润的状态。现在人们开始用于制作内衣、睡衣、T恤、衬衣等。



空气湿度对热舒适的影响探讨
以及:空气湿度对热舒适的影响探讨XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/link?url=5RVSg1_TXOINOQemn08BAGBn7FOUMrx2sWTX2wGfnEBdIk8xCTUReH6SJPhneZ2-IAgMhXDxiY-fxOx0ny8SWS_3uOIPsE6_F_St1SRn8w3
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shsyfsh
8年5个月前 IP:上海
798740
66楼的内容很好,平衡回潮率高也就是吸湿能力强,可以等效成电池容量大。
可以认为去湿以后的保暖效果好,保暖时效长。    粘纤确实不错。
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bunny9915
8年5个月前 IP:江苏
798754
可否考虑两层设计
首先内层要能够吸收水分,然后考虑能够像植物的根系一样的纤维脉管,使用分子级别的水分吸收能力来吸收汗液,汗液被吸收走之后必然会带走大量的热量,所以只要提高吸水的能力自然能够解决快速散热的问题,那么如果纤维脉管能够受到湿度影响来改变吸收能力,自然也就能够应对运动产生汗水和温度
对于保暖来说,反射外层来减少热辐射的散失,然后使用某些电热辐射加热的方式以热辐射的方式来保持一定的温度,人体始终都需要有运动的,如果能收集所有的零散活动作为发电动能,比如类似自动上弦方式的发电机。
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shsyfsh
8年5个月前 修改于 8年5个月前 IP:上海
798773
引用 Miller:
  我觉得同是户外穿着,现在讨论冬天保暖不如讨论讨论夏天如何让自己觉得凉爽一些。我现在在研究的就是这...
回60楼,我也认为夏天降温比冬天保温更有需求和市场,竞争对手也少。成功了会更有成就感。
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3DA502
8年5个月前 IP:山东
798780
KS上面剪刀一个老外的电热夹克,深深的怀疑3节锂电池能热多久
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kalimov
8年5个月前 IP:北京
799530
引用 rudolf:
跑步的时候身体发热量大,普通人以中等速度跑个十几分钟都可以穿背心而不冷。甚至长时间的步行都可以大大减轻寒冷的程度,比如冬天在户外会手脚发冷,但是一直处于走路状态时则会感到浑身都暖乎乎的。
    但是在静坐状态下人体发热量大大减少,就必须考...
催眠自己,断绝自己皮肤的冷热感。临兵斗者皆阵列在前!
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沉默羔羊
8年5个月前 IP:江西
799538
引用 虎哥:
呼吸的问题超出了目前能解决的范围,可先不考虑。只要空气不太冷(比如10℃以下),呼吸并不会感觉到明显的寒冷,但是由于热散失大,可能的结果是觉得身上冷,而没有发现其实是呼吸造成的。
解决呼吸的保暖需要进行热交换,参考寒冷地区专用的换气净化装...
呼吸的问题如果不在意外观的话,可不可以做一个热交换的装置?呼出的气经过热交换后排出,进气就在热交换那加热,进气和出气口各有一个单向挡板,就能保证不会串气。
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沉默羔羊
8年5个月前 IP:江西
799539
不知道是在哪看到过,北极熊的毛是中空的,我想化纤之类的能不能也做成中空的
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陈忠俊
8年5个月前 IP:四川
799876
 芬兰军队为了解决官兵在运动和作战中汗水浸湿内衣的问题,研究成功一种会“呼吸”的寒区野战内衣,并将其纳入防寒服制式系列。该内衣会“呼吸”主要*两点:一是使用质地不同的双层材料,内层为吸水性等于零的聚丙烯纤维,外层为吸水性较好的棉花或羊毛(24%),其余的为尼龙材料(6%)。汗水从皮肤的毛孔排出后,会因聚丙烯纤维表面张力低而迅速向外层渗透;二是里层聚丙烯织层为“通道”结构,不仅针织方法本身形成管道式环套,而且整体上构成田埂式纵向条纹。于是,汗水向外渗透更加通畅。外层的棉纱和毛线织成较蓬松的大环套,不仅吸汗性好,而且能容纳更多空气,加快汗水向外散发。该内衣可根据气候和活动强度灵活搭配,天气不冷时,可单独穿用,在严寒气候下,内衣和作战服之间可增加毛衣、毛裤。
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hchc0834
8年5个月前 IP:四川
799886
1人体会自动产生热量..只要能隔热透气就好..
准确来说.是已经有纳米材料能做到这些..但是价格无法直视就无法被推广..
日本有个东西叫做暖贴..100日元1张..大多数是帖在腿部..能保证腿部1天的温暖..前提保温袜也必须..
算算价格也黑..整个冬天下来..购买这些的钱 都够买2套羽绒服的价格了..
简单的来说了 保暖的东西以及各种发热或者不发热的纺织材料都是有的..关键一点只是价格能被大众接受与否..

一套保暖内衣..2000+的价格..有多少人愿意接受??如果是实验室定制材料价格起码*10...
和现在一套保暖内衣几十上百块..那个跟让人容易接受些?
何况就只能冬天2-3个月穿..还不如去买皮衣..一般一点的皮衣都没这么贵..
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虎哥作者
8年5个月前 IP:四川
799887
引用 hchc0834:
1人体会自动产生热量..只要能隔热透气就好..
准确来说.是已经有纳米材料能做到这些..但是价格无法直视就无法被推广..
日本有个东西叫做暖贴..100日元1张..大多数是帖在腿部..能保证腿部1天的温暖..前提保温袜也必须..
算算价格也...
过于乐观了,如果真有,一定有人消费得起。怕是真没有。
如果能做到我上面64楼说的效果,符合衣物的通常舒适度要求,一万块一件,肯定供不应求。
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shsyfsh
8年3个月前 IP:上海
804823
摘自 知乎 ?蒋磊 ? 苦逼的制造业

棉花应该是最不保暖的材料之一了,一般用克罗值来衡量材料的保暖性能

常见的各类材料克罗值数据如下:
.04 clo/oz (棉)
.084 clo/oz (美利奴羊毛)?
.185 clo/oz (Polartec 的长毛绒)
Polartec .210 clo/oz?
.70 clo/oz (550蓬羽绒)
.79 clo/oz. (P棉Sport系列,龙牙二代N-3B用的)
.82 clo/oz. (始祖鸟用这个棉)
.92 clo/oz. (P棉One系列,B3小泰坦用的)
.92 clo/oz. (625蓬羽绒)

如果想达到羽绒的保暖程度,除了Primaloft(俗称P棉)这种人造材料能够达到625蓬羽绒的保暖性能,几乎找不到其他接近的人造材料了。

如果想达到羊毛衫的保暖程度,可以选择抓绒,Polartec的Classic系列抓绒差不多是美利奴羊毛2倍,纯棉4倍的保暖性能。
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虎哥作者
8年3个月前 IP:四川
804825
引用 shsyfsh:
摘自 知乎 ?蒋磊 ? 苦逼的制造业

棉花应该是最不保暖的材料之一了,一般用克罗值来衡量材料的保暖性能

常见的各类材料克罗值数据如下:
.04 clo/oz (棉)
.084 clo/oz (美利奴羊毛)?
.185 cl...
学习了。
这个的基数是质量,其实在御寒衣物中,质量是最不重要的部分(穿10公斤并不会显著的不适),重要的是体积及其机械性能。
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Robot_V1
8年3个月前 IP:山东
805802
引用 虎哥:
提醒一下大家:

有的时候,(片面的)知识会欺骗我们。

我们都知道黑色吸热,所以总会觉得,夏天穿黑色衣服会更热。

但是,如果用同样材质(例如棉布)但不同颜色的布料制作T恤,在夏天没有阳光直射的地方穿着。结果是:

黑色最...
是的。这也就解释了为什么很多散热器都是黑色的
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fitvwn
8年3个月前 IP:四川
806236
人体温度不高,辐射可以忽略,体温散失无非对流和传导,透风必然强化对流,所以保温布料首先要尽量不透风,然而人体会现汗,而且需要适量的氧气防止厌氧菌滋生,单透膜可以很好的满足以上两点,对于热传导,普通棉花是实心的所以导热性能相对较好,空心人造纤维一般都是管状或者竹节状,内部空气导热能力很差,而壳层又比较薄,所以整体保温性非常好,但是空心纤维强度比实心纤维要差一些,所以内外需要保护层增加面料强度。

由外到内:防磨面料,半透膜防风透气层,空心人造棉纤维保温层,亲肤材料护面层。
这其实就是正宗的民用太空棉布料,可惜市面上歪货太多,很多人都不清楚正品太空棉的性能。
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潮流V哈哈
8年3个月前 IP:四川
806246
若用电热丝内置在夹层中,应该是可行的吧。(前提是不对衣物造成损坏)
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光电探索
8年3个月前 IP:天津
806768
作为一个北方人感觉把脚加热就可以了。只要脚暖和了浑身就感觉暖和了。必须要透气
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玄明
8年3个月前 IP:内蒙古
807359
此问题已有答案了,都跪安吧:
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/id/36934946/ns/business-consumer_news/t/man-climb-everest-supersuit/#.VJE1v4FB2K2
根据此链接中的内容,人们可以穿着西装去爬珠穆朗玛峰。也就是说不到一厘米厚的气凝胶就足以维持上百度的温差。真奇怪楼上竟然讨论了那么多层,童鞋们对新技术的无视很另人惊叹。
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虎哥作者
8年3个月前 IP:四川
807382
引用 玄明:
此问题已有答案了,都跪安吧:
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/id/36934946/ns/business-consumer_news/t/man-climb-everest-supersuit/#.VJE1v4FB2K2
...
目前气凝胶的机械性能不适合制作服装,不过可以裁剪成片料缝制在不常弯曲的部位用于增强服装的局部保暖性能,已有采用相关技术的衣物出售。我的希望是穿一件长袖T恤(或者棉毛衫这种厚度)就能在长江一线户外冬天长期活动,不知玄道长有没有解决方案?
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20!Dopaminor
8年3个月前 IP:广东
807389
引用 玄明:
此问题已有答案了,都跪安吧:
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/id/36934946/ns/business-consumer_news/t/man-climb-everest-supersuit/#.VJE1v4FB2K2
...
依然不排汗啊
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玄明
8年3个月前 IP:内蒙古
807632
引用 虎哥:
目前气凝胶的机械性能不适合制作服装,不过可以裁剪成片料缝制在不常弯曲的部位用于增强服装的局部保暖性能,已有采用相关技术的衣物出售。我的希望是穿一件长袖T恤(或者棉毛衫这种厚度)就能在长江一线户外冬天长期活动,不知玄道长有没有解决方案?
请看照片和介绍,就是类似于棉毛衫那样的厚度。
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玄明
8年3个月前 IP:内蒙古
807634
引用 20!不曾存在:
依然不排汗啊
保温性能够强自然可以通过打孔和拼缀提高排汗性能,但传统材料采用类似排汗手段后保温性能就不能满足要求了。当然气凝胶本身的亲水性的确比不上纤维材料。
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虎哥作者
8年3个月前 IP:四川
807823
引用 玄明:
保温性能够强自然可以通过打孔和拼缀提高排汗性能,但传统材料采用类似排汗手段后保温性能就不能满足要求了。当然气凝胶本身的亲水性的确比不上纤维材料。
道长,研究一下具体的材料吧,如果能制造或者进口,咱不妨做一件出来试试?
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玄明
8年3个月前 IP:内蒙古
807978
气凝胶保温毡,气凝胶隔热材料,耐高温可弯曲包管道硬性柔性板,纳米微孔隔热材料导热系数: (YB/T4130-2005) @热面温度 0.022W/mK @200℃ 0.024W/mK @400℃ 0.029W/mK @600℃ 0.036W/mK @800℃

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/XXXXXXXm?spm=a230r.1.14.65.64D1hJ&id=40023210690&ns=1&abbucket=20#detail

在淘宝上看到的产品,里面应该是掺杂了其它纤维使其制成了相对柔性的材质。
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FormulaX
8年2个月前 IP:澳大利亚
810197
气凝胶这个我原来也想过,还专门去一个铺管道的地方看了看,这个东西机械性能不行,他是复合的玻璃纤维,掉粉太严重,上面说的登山服我不知道如果贴身穿或者是洗了之后会是什么样子,不过从还没有流行这一点看应该有其他的不足之处
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shsyfsh
8年2个月前 IP:上海
810351
78楼列出的材料,是目前世界上己经在流行的保暖服材料的比较资料。
以前有网友说到的粘纤,作为低端应用,也是可以考虑的。
玄长老说的气凝胶,本人以为希望不算太大,吸湿差和不耐搓柔,是大忌。是否跪安,要实践了再说。

外层必须不透气,已无疑了。防水尼龙布就可以。
內层要透气透热防污染,也不难。
中间层要求保温,吸湿,是关键。时至今日,想认真的话,己经需要 通过实验去验证了。
上半年己经来不及了,除非弄个降温空间。

需要釆搜集的数据应该是在加湿条件下的有时限的 保温。
也不一定要做成衣服穿身上。
做个袋套,先 了解点材料特性就可以,也许电冰箱就能胜任。

希望能有人实际动起来。
本人以为 这项目是  值得深入探究的。  但自己  这一阵实在忙不过来 ,只能多关心了。
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shsyfsh
8年2个月前 IP:上海
810352
按虎哥的要求 是必须薄,那么轻也是很容易顺带 跟进的。
要求保暖效果第一,还只能连衣裤最好。两截的容易漏气 。

另外,也觉得不必排除电加热,因为现在电池的比能量己经超200了。
有运动热身和电加热两项支持的保暖衣,适用范围可以更加宽广和轻薄。
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虎哥
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2005/08/24注册,3时37分前活动

刘 虎

创新工程局主席

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