冬时节，秋衣秋裤、毛衣毛裤全上阵，外面还得配件羽绒服，这种保暖方式或将不再流行。记者采访发现，冬季衣物变轻薄的原因，并不是大家只要风度、不要温度，而是新型保暖服饰材料不断涌现和普及，让人们不再需要把自己“裹成球”，也能暖暖过冬。最近，北京服装学院材料设计与工程学院副教授关晓宇课题组传来好消息，团队研发的服装保暖新材料最快将在今年年底上市。

新材料制作成衣概念图温度降低，由纤维织造的单层面料感受到了外部环境温度的变化，慢慢发生卷曲形变。双层面料叠放时，这种卷曲形变就会形成中空结构，面料就像充了气一样鼓起来，实现自动调节空气层，从而调节服装的保温性能。

■ 秘籍 纤维智能控温“穿得少也暖和”

据关晓宇介绍，新材料在轻量化保暖方面取得重要突破，将叠穿的保暖效果“压缩”到了一件衣服里。团队开发出一款面料，使纤维能根据不同温度，实现智能控温。目前，该成果已进入中试阶段。

关晓宇说，要讲清新材料实现智慧控温的秘籍，首先要科普一个物理常识：“穿得越多越暖和”并非完全正确，过多的衣物层数反而会影响保暖。

“人体时刻在产生能量，靠着和外界产生温差而散热。如果温差大，散热快，人体就会感到寒冷；反之，热量会慢慢在身体周围聚集，让人感到温暖。因此，保暖的本质就是减少热量散失。在服装材料设计领域，实现保暖最好的办法就是使用导热系数较低的材料，以减缓热量传递。”

目前，市面上常用的保暖材料，比如羽绒、羊毛、棉等天然纤维，以及涤纶等人造纤维，都是导热系数较低的材料。“实验显示，这些材料的导热系数在0.05至0.08之间。而静止的空气导热系数更低，在0.027左右，仅是一般纤维的约50%。”

关晓宇说，一件好的保暖衣服除了本身导热系数低外，还要在面料中设计制造适当厚度且稳定的空气层，从而增加保暖效果。这也解释了为什么过度穿衣会影响保暖——过多的衣物层数会压缩空气层，使空气存量减少，降低保暖效果。

■ 研发从冬季鸽子羽毛变化中获得灵感

在面料中设计适当的空气层，营造蓬松和充盈感。基于这个保暖秘籍，关晓宇带领课题组开展了3年多的专项研发，最终实现了纤维的智能控温——不同于传统纤维热胀冷缩的特性，科研人员通过改性等手段，让纤维具备负热膨胀性能，实现“冷胀热缩”的效果。

关晓宇揭秘，这种面料还参考了仿生学设计，冬天鸽子羽毛会变得蓬松，这是因为它们会将羽毛立起来，通过羽小枝之间的钩状结构，锁住空气形成保温层，目的是减少热量散失，在冬季保持体温。

经过反复试验，这种“黑科技”面料和温度变化达成了一种“默契”——当温度环境为10摄氏度时，双层面料因卷曲形变而拱起高度在0.3厘米左右；环境温度为0摄氏度时，拱起高度约为2.3厘米。目前，这种面料拱起高度极限为2.8厘米，可以在零下10摄氏度的环境温度中自如控温。数据显示，就算纤维遇冷膨胀，使面料产生中空结构，衣服也不会显得很臃肿。

目前，这种“黑科技”纤维面料已经进入产品试制阶段，最快不到一年就将上市了。关晓宇说，有了这种新材料，未来人们冬季在室内室外一件衣服就可以自适应温度变化。

■ 改变 新技术新材料走进千家万户

越来越多的新型保暖材料正在走进人们生活。面向冬季滑雪热，北服服装艺术与工程学院副教授杨慧团队采用无痕热压密封工艺，自主研发的科技材料滑雪服已上市。

这种新面料的特点是量“孔”无痕拼接。杨慧介绍：“我们分析研究了3种分子——外部环境中的空气分子和水分子，服装内人体汗水形成的气分子，再根据它们的结构特点确定面料纤维气孔指标。要保证新材料分子的直径处于中间值，既能让人体汗气能透过气孔排出，又可以有效阻挡冷空气和水分子。”

量出合适的“孔径”，制作过程体现了十足的科技含量。“利用无痕热压密封工艺代替了传统缝纫工艺，将科技面料无痕拼接成一件服装，避免连接处因缝纫针孔造成漏风。”

记者注意到，北京冬奥会的科技遗产——石墨烯也开始普遍在保暖材料中应用。这种二维纳米材料凭借优异的导电导热性能，能将电能高效转化为热能，同时保持柔性、轻薄和耐水洗等特性，使其成为智能发热服饰的理想选择。

不仅如此，现在的保暖服装材料还越来越环保了。北服材料设计与工程学院院长张秀芹团队，聚焦生物基聚乳酸三维卷曲纤维开发保暖材料。“聚乳酸纤维以玉米、秸秆等为原料，经过微生物发酵、化学合成等方法聚合成高分子材料，最后经纺丝成为三维卷曲纤维。这种材料轻、蓬松，具有非常好的保暖和舒适性。”张秀芹说。更重要的是，它不吸水，湿态条件下的保暖性也很优异。其废弃后可回收、可降解，加工和使用过程绿色、低碳、环保。

聚乳酸材料已在医用绷带、一次性手术衣、尿布等应用。随着技术的不断发展，这种绿色材料有望开发出更多保暖性能。