Ученые объяснили, почему современные куртки теплее старых
С наступлением зимы миллионы людей достают свои зимние куртки, не осознавая, что за привычным элементом одежды скрываются законы физики, описанные веками ранее, и достижения современной науки о материалах.
Физики рассказали, что тепло-эффективность современных курток базируется на управлении тремя основными механизмами теплопередачи — теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением в сочетании со способностью ткани «дышать».
Сами физические принципы известны науке давно. Современная революция произошла не в теории, а в материалах. Главной задачей зимней одежды остаётся замедление потери тепла от тела.
Теплопроводность ограничивают за счет изоляции: пух и синтетические волокна концентрируют неподвижный воздух в микроскопических «карманах», преграждая путь теплу от тела. В последние годы появились ещё и ультралегкие пористые материалы типа аэрогелей, сохраняющие тепло даже в тонких слоях.
Не менее важна защита от конвекции. Ветер способен разрушать тонкий слой теплого воздуха у поверхности тела, резко усиливая охлаждение. Плотные внешние оболочки курток, ламинированные ткани и продуманная конструкция манжет, воротников и швов предотвращают этот эффект, сохраняя вокруг тела стабильную воздушную «подушку».
Особую роль играет тепловое излучение — это невидимые инфракрасные волны, постоянно испускаемые телом. Верхняя одежда в наши дни имеет отражающие слои и микроскопические узоры, что возвращают часть этого излучения обратно к телу. Но инженеры вынуждены избегать сплошных покрытий, поскольку они мешают испарению влаги.
Ключевым условием сохранения тепла остается сухость. Влажные ткани быстрее отдают тепло. Поэтому сегодняшние модели являются синтезом влагоотводящих внутренних тканей, вентиляционных элементов и мембран с порами, пропускающими водяной пар, но задерживающими наружные воду и снег.
По словам ученых, будущее зимней одежды связано с адаптивными материалами, обладающими «умными» системами терморегуляции, способными подстраиваться под условия без участия человека.
Изображение: qwen.ai
(Пока оценок нет)
Загрузка...