Чаму сучасныя зімовыя курткі саграваюць лепш за старыя?
- 30.12.2025, 22:08
Фізікі патлумачылі.
З надыходам халадоў мільёны людзей дастаюць зімовыя курткі, не задумваючыся пра тое, што за звыклым прадметам гардэроба стаяць законы фізікі, сфармуляваныя стагоддзі таму, і дасягненні сучаснай матэрыялазнаўчай навукі. Фізікі расказалі, што эфектыўнасць сучасных куртак заснаваная на кіраванні трыма класічнымі механізмамі перадачы цяпла — цеплаправоднасцю, канвекцыяй і цеплавым выпраменьваннем — пры захаванні здольнасці тканіны «дыхаць». Пра гэта паведамляе партал The Conversation.
Самі фізічныя прынцыпы даўно вядомыя навуцы. Яшчэ ў XVIII стагоддзі Ісаак Ньютан апісаў канвекцыйнае астуджэнне, а ў XIX стагоддзі Жазэф Фур’е заклаў матэматычную аснову цеплаправоднасці. Да канца таго ж стагоддзя працы Ёзэфа Стэфана і Людвіга Бальцмана, а затым даследаванні Макса Планка сфармавалі сучаснае разуменне цеплавога выпраменьвання. Аднак, як падкрэсліваюць спецыялісты, рэвалюцыя адбылася не ў тэорыі, а ў матэрыялах.
Асноўная задача зімовай курткі — запаволіць страту цяпла ад цела. З цеплаправоднасцю змагаюцца дзякуючы ізаляцыі: пух і сучасныя сінтэтычныя валокны ўтрымліваюць нерухомае паветра ў мікраскапічных «кішэнях», павялічваючы шлях, які павінна прайсці цяпло, перш чым выйсці вонкі. У апошнія гады да гэтага дадаліся ультралёгкія парыстыя матэрыялы, такія як аэрагелі, якія дазваляюць захоўваць цяпло нават у тонкіх пластах.
Не менш важная і абарона ад канвекцыі. Вецер здольны разбураць тонкі пласт цёплага паветра каля паверхні цела, рэзка ўзмацняючы астуджэнне. Шчыльныя вонкавыя абалонкі куртак, ламініраваныя тканіны і прадуманая канструкцыя манжэтаў, каўняроў і швоў прадухіляюць гэты эфект, захоўваючы вакол цела стабільную паветраную «падушку».
Асобную ролю адыгрывае цеплавое выпраменьванне — нябачныя інфрачырвоныя хвалі, якія цела пастаянна выпраменьвае. Сучасныя курткі выкарыстоўваюць адлюстроўвальныя пласты і мікраскапічныя ўзоры, што вяртаюць частку гэтага выпраменьвання назад да цела. Пры гэтым інжынеры пазбягаюць суцэльных металічных пакрыццяў, якія перашкаджалі б выпарэнню вільгаці. Замест гэтага выкарыстоўваюцца кропкавыя або сеткавыя структуры, якія сумяшчаюць адлюстраванне цяпла і паветрапранікальнасць.
Ключавой умовай захавання цяпла застаецца сухасць. Калі вільгаць затрымліваецца ўнутры курткі, уцяпляльнік губляе свае ўласцівасці, і цяпло пачынае сыходзіць хутчэй. Таму сучасныя мадэлі аб’ядноўваюць вільгацеадводныя ўнутраныя тканіны, вентыляцыйныя элементы і мембраны з порамі, што прапускаюць вадзяную пару, але затрымліваюць ваду і снег.
На думку вучоных, будучыня зімовага адзення звязаная з адаптыўнымі матэрыяламі. Даследчыкі ўжо працуюць над тканінамі, здольнымі аўтаматычна адкрываць і закрываць мікравентыляцыйныя каналы ў залежнасці ад вільготнасці і тэмпературы, а таксама над уцяпляльнікамі, што змяняюць аб’ём у адказ на навакольнае асяроддзе. Такія рашэнні могуць наблізіць адзенне да «разумных» сістэм тэрмарэгуляцыі, якія падладжваюцца пад умовы без удзелу чалавека.