把科技穿在身上,既有温度也有风度******
仿造鹅绒、碳纳米管加热膜、人体红外反射材料……
把科技穿在身上,既有温度也有风度
在刚刚过去的春节假期,受寒潮天气影响,全国部分地区气温大幅下降,处于“速冻”模式中。
来自中央气象台的信息,节日期间,我国东北、华北部分地区,气温创今冬新低,黑龙江省漠河市最低温度甚至跌至零下53摄氏度。
为了防寒,连不少“要风度、不要温度”的年轻人,都穿上了厚实的外套。
不过,想御寒保暖,不必非要把自己裹成“粽子”。如今,用在冬衣上的“黑科技”能够帮助人们“既有风度、也有温度”。
“人体热量的散失是由于热传递造成的,热传递有3种基本方式:传导、对流和辐射。”天津工业大学纺织科学与工程学院高级工程师、博士生导师夏兆鹏在接受科技日报记者采访时介绍道,为了达到保温效果,在设计上冬季防寒衣物要尽一切可能减少热量经由这3种途径流失,冬季保暖材料及保暖服装也都是围绕着这一原理进行研发和设计的。
仿造鹅绒:
即使被浸湿也能实现保暖效果
“冬天人体与外部低温环境间存在巨大温差,这就造成热传导,即热量会从温度高的地方传导到温度低的地方。如果在衣服中加入低导热系数的高蓬松保暖填充物,就可以阻止热传导,进而减少人体热量散失,达到保暖的目的。”夏兆鹏介绍道,这类保暖填充物主要起阻隔热传导的作用,目前比较常见的天然材料有棉、毛、羽绒等,比较常见的化学纤维材料有中空涤纶、喷胶棉等。
与传统保暖填充材料相比,近年来出现了一些新型保暖填充材料,其中具有代表性的就是仿鹅绒结构高保暖絮片。这种填充材料不仅保暖性强、轻便,而且在潮湿的环境下依旧可以持续保暖。在2022年北京冬季奥运会上,中国运动员的防寒服中就用这种仿鹅绒结构高保暖絮片作为填充材料,其在完全浸湿的条件下仍然能够达到98%的保暖率。
“仿鹅绒结构高保暖絮片的主要成分是与鹅绒纤维直径长度相差不大的仿造鹅绒,同时混入远红外涤纶和热熔涤纶。”夏兆鹏解释,其中仿造鹅绒以中空涤纶和Y形涤纶为主体,这两种涤纶可以最大限度地储存静止空气,而静止空气可以较好地保存热量。此外,即使是在被水浸湿的情况下,中空涤纶和Y形涤纶依然可以储存一定的静止空气。
仿鹅绒结构高保暖絮片能够克服天然鹅绒显臃肿、有异味、易跑绒和价格高等缺点,同时具有超轻、超薄、湿态保暖、高蓬松度等特点,而且洗涤后回弹性好、不缩水、保暖率不降低。
碳纳米管加热膜:
通电即发热,温度可调控
采用加热材料制作的电热服是国内外研究最多的冬季服装之一。
“常见的加热材料有镍铬加热丝、复合加热丝、碳纤维加热丝、碳纳米管加热膜等,这些材料被内置于衣服中制成电热服,当电热服连上充电设备后,电流经过衣服内部的加热材料就会产生热量,仿佛把电热毯披在身上。”夏兆鹏介绍,除此之外,该类衣服还内置了传感器,通过蓝牙即可实现对衣服的智能控温,用户只需要下载一个App,就可以用手机随时调整衣服的温度。
其中,碳纳米管加热膜作为控温加热系统中的重要元件,具有非常好的应用前景。“碳纳米管加热膜可以反复水洗,耐弯折次数达到10万次以上,而且薄膜厚度约为几十微米,具有非常好的柔性,发热效率大于65%。”夏兆鹏补充道。
除此之外,价格相对便宜的金属丝线性加热元件,如镍铬加热丝、复合加热丝等,也是加热“能手”。
“金属丝类材料具有高导电性、良好的电加热性能,且具有传感、电磁屏蔽等性能。以复合加热丝为例,其是在金属丝中添加了钼,既减少了金属的氧化,同时还可以提高金属电加热元件的耐用性。”夏兆鹏介绍道,将含有钼的金属丝,通过冷拉伸工艺变成微米级金属微丝,使其由金属丝转变为纤维。该纤维可以与聚酯纱线混纺制备成纱线,用其制作出的织物具有导电性。
相较普通导电织物,这种导电织物的柔性及舒适性都有所提升。“其柔性及形态与传统纤维及纱线十分接近,舒适性也得到提升。”夏兆鹏表示,不过,这类制衣材料仍然存在不耐长时间水洗、比较重等缺点。
人体红外反射材料:
人体热辐射反射率可达60%
红外热辐射是人体热量损失的另一种形式,传统纺织品的红外辐射率高、热量损失快,有研究指出棉花不可避免地会以中红外形式辐射出人体50%以上的热量。而人体红外反射材料则可以通过将人体发出的红外波反射回人体的方式减少红外热辐射损失,以达到保暖的效果。
“人体红外反射材料多数由金属颗粒构成,这些颗粒以一种微结构形式存在,将此材料附在织物上,便形成了红外波反射层。该反射层可以把人体辐射的大部分红外波都反射回来,从而达到保温效果。”夏兆鹏补充道。
“人体红外反射材料通常被用来制作冬装外衣的内衬,一般其人体热辐射反射率可以达到60%,提高服装防寒保暖效果比较明显。”夏兆鹏表示,不过,如果长时间处在超低温环境下,由于人体辐射的热量有限,因此该材料或无法达到理想的保暖效果。
聚四氟乙烯微孔膜:
低温环境下既透气又防水
冬季户外可能会出现下雨、降雪、霜冻等天气,通过高密防水层阻挡雨、雪、霜的侵入,可避免因衣物内层保暖材料被浸湿而导致保暖系数降低、保暖效率下降甚至失效。
“防水材料是在高密织物外面附上一层聚四氟乙烯微孔膜、水性聚氨酯膜或者聚氨酯膜。”夏兆鹏解释道,聚四氟乙烯微孔膜每平方厘米有十多亿个孔,在低温环境下,这些孔洞的开孔率可以达到80%。该孔的直径比水蒸气分子的直径大700倍,因此人体产生的汗蒸汽可以从中通过,从而保持衣服的透气性。聚四氟乙烯微孔膜上孔的直径比一般水的直径小很多倍,因此外面的液态水无法通过,从而达到了防水的目的。(科技日报 记者 陈 曦)
气候江湖的小气候与大格局******
着急的古铁雷斯
即便是联合国秘书长古铁雷斯亲自上阵,敦促各方在马德里达成全面气候治理方案,但这种毕其功于一役的想法,显然是过于着急了。
既要就《巴黎协定》第6条实施细则(通过市场机制降低减排成本、提高力度的制度安排)进行谈判,又要对2020年前实施和力度情况进行盘点,还要开展“华沙损失与损害国际机制”评审,同时要解决气候资金这个老大难问题。多目标、无重点的齐头并进,使谈判进一步复杂化。
图片来源:联合国气候大会官网而没有经验的大会主席施密特,因身体原因无暇他顾的执行秘书埃斯皮诺萨,没有担当的美国,缺少建设性的欧盟,灵活性不足的巴西……诉求的高度多元和“大佬”的缺乏,让气候的江湖在马德里陷入僵局。
延期40多个小时后,2019年联合国气候大会15日在西班牙马德里落下帷幕。最漫长的气候谈判记录,没能换来满意的会议成果。
虽然以多边主义推进气候谈判得以坚持,“智利-马德里行动时刻”及其他30多项决议被大会收入囊中,但关键的《巴黎协定》第6条实施细则未达共识,碳交易机制未取得实质成果。
主要议题的流产,使得成果清单缩水。这份有限协议,辜负了各方的期待。
意料之外,意料之中
事实上,这个结果也不意外。每年年末的这场近200个国家的集结,不过是国际气候谈判多边进程的一个缩影。
无论是“大年”还是“小年”,谈判延时似乎是不确定的气候谈判中最确定的事。由于纷争而导致无法达成各方满意的成果或留待下年继续讨论的例子比比皆是。
但这就是多边机制——需要谈判各方达成一致,才能通过相关决议,最终实现“人人都不满意,个个都能接受”的结果。看上去低效,却又难以找到替代方案。
用“灾难性的”“极度平庸”等情绪化的词语,来给马德里气候大会盖棺定论,似乎有失公允。
不如让我们拉长时间和空间的维度,来看看全球气候治理这个江湖。
《巴黎协定》的政治遗产
自1992年以来,从《联合国气候变化框架公约》到《京都议定书》再到《巴黎协定》,一条不变的主线,是围绕“共同但有区别的责任”原则,以及与之密切相关的资金和技术解决方案。
近些年气候谈判经常陷于焦灼,一个重要原因便是“共同的责任”被过度强调,而“有区别的责任”被选择性忽视。
当然,也有不断变化的趋势,我们不妨称之为“巴黎协定遗产”。
这个遗产之一,便是谈判成果的达成从自上而下的约束性减排目标规定(如《京都议定书》对公约附件一缔约方的定期量化减排要求),逐步转为自下而上的国家自主贡献(《巴黎协定》的国家自主贡献NDCs)。
在这个进程中,虽然“共同但有区别”的原则依然体现在目标、资金、技术等各个方面,但国家作用及其区别责任在弱化,非国家主体(如省州、城市)的作用在提高,全球气候治理结构正在起变化。
形成新的治理体系和秩序需要制度、规则、程序等的全面构建,以及相应时间的调校与和适应。未来的全球气候治理到底是什么样的模式,眼下似乎并不清晰,但多元共治应当是基本共识。
气候领导力下降
美国退出《巴黎协定》后,反对力量影响增加,气候领导力在降低。
在多边机制中,需要各方共识才能达成一致,反对力量历来扮演重要角色,气候江湖里的攻守是常态。
在《巴黎协定》的谈判过程中,用“双边”促“多边”既是鲜明的特色,也是基于实际的策略选择。
中国、美国以及欧盟、基础四国、“77+中国”等主要利益集团,通过各种双边磋商优先达成共识和协议,从而为进一步的多边谈判奠定基础,继而以相关的协议框架促成多边成果的达成。
这是《巴黎协定》谈判的重要遗产。
然而,随着美国宣布退出《巴黎协定》,强化了自身及与其立场相近国家的反对势力,其影响日益显著,加之全球经济下行压力加大和众多国家主要谈判代表更迭,增加了未来气候政治和谈判的不确定性。
“国家利益至上”与“同一个地球”的气候观迥然不同,单边主义、民粹主义的回潮对《巴黎协定》落实形成巨大阻力。
发展新背景不容忽视
应对气候变化关乎人类生存和发展,而气候变化谈判的实质是发展权问题。实现发展与保护气候的微妙平衡,是多边机制达成的关键。
发展问题就在眼前,制约发展的因素愈发凸显,发展中国家的发展诉求十分迫切,发达国家民众对福利的减损也非常敏感。
随着全球经济进入平台期,人口老龄化问题日益突出,以发展平滑经济社会变化恰恰与应对气候变化出现方向上的不一致。
与此相对,气候变化问题是基于科学的研判,其应对不同于一般常规污染控制,是一项极其复杂的系统工程和全球性议题。
需要充分考量经济社会的结构性变化,需要转变生产、消费和贸易方式,建立低碳、循环、可持续的新发展方式,以及与之相适应的产业结构、能源结构、交通和基础设施结构、土地使用等方面的一系列变革,并且需要全球范围有机协调的一致行动。
在应对气候变化的谈判中,参与方的利益一致性是难以解决的多元方程式,即期发展权被置于放大镜下,远期权益却浓缩成远处地平线的若干个小点,前者是国家利益主张,后者是全球共同关注,二者博弈的力度显然不对等。
对于发展中国家而言,一方面其社会经济发展与能源消费直接关联,或者说是与对应的化石能源消费所产生的碳排放并没有脱钩,发展方式决定了大幅度降低排放即便有理论上的可能性,实践中需要做出的牺牲之大无法忽视。
另一方面,发展中国家还要承接发达国家转移出来的资源能源消耗大、污染相对严重的产业,在缺少必要资金技术支持条件下,实现绿色发展困难重重。
与此同时,经济下行压力加大、保护主义抬头、民粹主义盛行,及其引发的贫富分化、产业链断裂或重置、能源安全、消费降级等问题,都在影响着绿色低碳转型的进程。
探索改革和创新模式
应对气候变化是个世界性大命题。硬币的一面是全球变暖、生态恶化等危机;硬币的另一面是人的需求,尤其是发展需求的不断提高。
解决大命题,需要政治意愿,需要一往无前,需要改革创新,需要着眼大局。但最需要的,或许是跳出气候江湖的小气候。
从全球社会经济的转型发展入手,促进全球及各利益相关方的发展与保护共赢,创造能源低碳转型和气候韧性发展的新格局和新路径,才是解决气候问题的正道。
在探讨责任机制的同时,首先需要解决参与方的利益,利益平衡是责任落实的前提。
强化利益分享不是“诗与远方”的愿景勾勒,而是“从现在做起”“从我做起”的实际担当,且发达国家要率先垂范。
发展中国家的民生问题如何能在应对气候变化的国际协调机制中得到有效保护,如何让先发展的国家给迫切需要发展的国家腾挪出必要的“气候预算”,以及新能源如何在成本上和能效上优于化石能源等,都是日程表上的优先事项。
近年来绿色气候融资的发展、气候治理结构的转变、商业及投资模式的创新,以及技术进步,给全球气候治理带来新机遇。
此次气候大会期间,欧盟委员会提出的《欧洲绿色新政》也让我们看到了一丝希望:他们许下了让欧洲成为世界上“第一个实现碳中和大陆”的承诺。
而中国的改革发展、能源转型、生态文明建设以及在全球治理中的作用和领导力也令世界充满期待。
中国正在加速推进的绿色转型,将为中国乃至世界的能源革命、气候韧性发展以及可持续发展,提供有益的探索和经验。
期待格拉斯哥
马德里气候大会已成过去。气候的江湖依然喧嚣。
马德里不相信眼泪。气候的江湖要形成大气候,需要政治雄心,需要全面行动,更需要合理机制的保障。
格拉斯哥期待奇迹。因为我们相信,气候的江湖是个大江湖,也是一盘事关人类未来和文明重塑的大棋。(俞岚)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |