隨著臺灣出現極端氣候愈來愈頻繁,許多「功能衣」也跟著流行。例如最近進入冬天,許多人都會去買「發熱衣」保暖;同樣的,夏天也有許多人穿著「涼感衣」或「排汗衫」紓解酷熱的感覺,這篇文章就要告訴你它們運作的原理。
發熱衣
衣物的最基本功能是「禦寒」,保暖不外乎兩個方式:留住暖空氣、產生新熱源。冬天時許多人都會穿羊毛毛衣,睡覺時蓋蠶絲、羽絨棉被,這些天然纖維保暖效果比人造纖維(如尼龍)好。而近年許多廠商主打的「發熱衣」則多半是人造纖維,廠商運用技術增加纖維的保暖能力,或將人體的汗液及外來光線轉成熱能,讓我們穿起來覺得溫暖。
早期的發熱衣以「中空纖維」製造,如果把纖維剖開,可以發現纖維是像水管一樣的中空管狀;它的原理在於纖維中間是空的,可以減緩體溫發散,外界的冷空氣也不容易傳到身體,所以有保暖效果。
有時我們洗過棉被後,會讓棉被曬太陽變得蓬鬆,也是一樣的原理;但是這個方式只能「保暖」,並沒有真的「發熱」,所以只是廠商的話術而已。
有些奇妙的化學物質和水反應後,可以放出熱量,而衣服穿在身上,一定會接觸到人體的汗液,如果在纖維內摻進這類化學物質,就可以達到發熱效果;但這類衣服水洗時,化學物質一樣會和水反應,久而久之就不發熱了。
現行常見的方式是物理手法,利用汗液從氣態轉為液態的過程來發熱,稱為「吸濕發熱」,功效最好的天然纖維是羊毛,人工纖維則有壓克力酸(丙烯酸)或丙烯酯製成的纖維。吸濕發熱的原理在於:人體會很自然的以氣態形式散發出微量的水分或汗液,這些纖維和水藉由氫鍵結合,汗氣、水氣被吸收後就變成液態形式;從氣態轉成液態會放出熱量,穿著的人就會感到溫暖。
涼感衣
和發熱衣相對的涼感衣是大家在夏天的好朋友。大家可以想一想:夏天怎麼樣才會涼?一是想辦法把身體的熱送走、二是待在空氣流通的地方,這也是涼感衣的基本原理。
[更多詳細內容請參閱《科學少年》2014年2.3月]