Как работает охлаждающая одежда.

Вы, вероятно, знакомы с влагоотводящей одеждой, которая обещает сохранять сухость тела. Возможно, вы даже задавались вопросом, как рубашка или пара брюк с технологией испарительного охлаждения могут защитить вас от перегрева в жаркий день или во время физической активности.

В конце концов, поддержание оптимальной температуры тела имеет важное значение, когда вы находитесь в жарких условиях или участвуете в деятельности, которая может повысить внутреннюю температуру вашего тела. Но является ли охлаждающая одежда решением?

Эта одежда, которую ищут как спортсмены, так и любители активного отдыха, не только предотвращает перегрев, но также может улучшить комфорт и производительность.

Технология испарительного охлаждения

Одежда с испарительным охлаждением, которую обычно можно увидеть в виде жилетов или полотенец, использует фундаментальное научное свойство «фазового перехода», чтобы предотвратить повышение температуры. Испарение происходит, когда жидкость (например, пот) превращается в пар или испаряется. Поскольку для превращения воды в пар используется тепловая энергия, возникает ощущение охлаждения.

Одежда, изготовленная с использованием испарительной технологии, основана на этом процессе «фазового перехода». Сначала вы намочите жилет или полотенце, отожмете его, а затем наденете поверх остальной одежды. Ткань остается слегка влажной, позволяя частицам воды медленно испаряться при прохождении через них воздуха. В процессе испарения вы почувствуете охлаждение, поскольку тепло рассеивается от вашего тела.

Ткань выделяет влагу за счет испарения на ее верхней поверхности, в результате чего кожа остается сухой.

Влагоотводящие ткани

Ткани, отводящие влагу от тела, действуют аналогичным образом. Однако вместо того, чтобы сначала намочить их, они используют ваш пот, чтобы начать процесс охлаждения и испарения. Когда вы согреваетесь и начинаете потеть, эти специальные ткани с высокой впитывающей способностью максимально быстро отводят влагу от вашего тела.

Когда тепло исходит от вашего тела, ткань вытягивает влагу с вашей кожи в себя, где она может превратиться в пар. Большинство впитывающих влагу тканей стремятся впитать как можно больше влаги от кожи, а затем распределить ее по наибольшей площади поверхности ткани, чтобы максимизировать испарение. 

При такой технологии используются два типа ткани. К ним относятся гидрофильные и гидрофобные волокна. Гидрофильные ткани впитывают влагу, а гидрофобные ткани отталкивают ее, поэтому ткань и кожа не останутся мокрыми.

Воздухопроницаемость и вентиляция 

Некоторая одежда может обладать воздухопроницаемостью и вентиляционной функцией. Дышащие ткани, также известные как воздухопроницаемые ткани, помогают предотвратить попадание тепла, пота и влаги на тело.

Эти ткани лучше пропускают воздух, в отличие от полиэстера, который удерживает его на коже. Дополнительная вентиляция, обычно проявляющаяся в виде стратегически важных порезов или дырок на одежде, может увеличить приток воздуха.

Хотя эти особенности могут влиять на фактор теплового комфорта одежды, все же важно иметь механизм для удаления пота и бактерий, например, впитывающую ткань. 

Материалы с фазовым переходом (МФП)

Материалы с фазовым переходом были в основном разработаны НАСА, когда они работали над контролем температуры для скафандров.  МФП основаны на материалах, которые меняют состояние при различных температурах, подобно воску свечи, когда он разжижается и затвердевает.

Иногда, когда эти материалы используются в текстиле, их называют «термокулями». Молекулы внутри ткани меняют состояние в зависимости от колебаний температуры, поэтому они либо поглощают, либо выделяют тепло, помогая быстро регулировать температуру вашего тела. Думайте об этом как о встроенном контроле температуры, также известном как терморегуляция.

Терморегуляция — это название поддержания постоянной внутренней температуры тела. Это биологический механизм, которым обладают все млекопитающие, поэтому мы потеем, когда нам жарко, или дрожим, когда нам холодно.

Во время смены фаз МФП поглощают избыточное тепло от вашего тела, а затем выделяют его, когда они снова «меняют фазу» - когда температура окружающей среды падает. Другими словами, они охлаждают вас, когда вам жарко, и согревают, когда вам холодно.

В свою очередь, это может повысить производительность и комфорт. С самого начала разработки использовались в различных продуктах, таких как постельные принадлежности, медицинские принадлежности и спортивная одежда, в качестве метода терморегуляции. 

Инновационные ткани для охлаждения одежды

Были и другие инновации в охлаждающей одежде, например, ткани, приятные на ощупь – они кажутся холодными. Научный термин — «тепловая эффузия», и это причина, по которой некоторые ткани кажутся прохладными, когда они касаются вашей кожи.

Тепло от вашего тела передается ткани, а высокая теплоотдача делает ее очень прохладной на ощупь. Такие продукты, как нефритовый порошок или полиэтилен, обладающие высокой теплопроводностью, можно добавлять в ткани, чтобы они казались прохладнее и способствовали отводу тепла от вашего тела.

Для внедрения этих охлаждающих компонентов часто используется метод, называемый микроинкапсуляцией. Этот метод улавливает небольшие количества вещества в крошечные пакеты, известные как микросферы, которые затем можно внедрить в ткань. Микросферы также полезны, поскольку большинство из них высвобождают или активируют свои компоненты только при определенных условиях.

Наконец, светоотражающие покрытия также могут помочь охладить тело. Использование отражающих поверхностей для отражения солнечного света и уменьшения поглощения тепла, максимизируя прохладу, не является чем-то новым. Однако с момента их появления светоотражающие покрытия продвинулись вперед, и теперь многие из них можно добавлять в ткани без радикального изменения других их свойств.

Еще одним преимуществом является повышенная видимость, которая идеально подходит для таких людей, как бегуны, велосипедисты или строители, которым необходим элемент безопасности. 

Применение и преимущества охлаждения одежды

Охлаждающая ткань распространилась на множество вариантов одежды и снаряжения. Он отлично подходит для спортсменов, которые хотят улучшить свои результаты во время напряженных тренировок. Охлаждающий текстиль с дополнительным преимуществом антимикробных веществ или отражающих тканей также может обеспечить безопасность спортсменов, отводя тепло от тела. В конечном итоге это способствует их комфорту, уменьшая тепловой стресс и предотвращая перегрев во время тренировок.

Любители активного отдыха могут получить особую пользу от охлаждающей одежды, особенно в жаркую и солнечную погоду. Путешественники, туристы и садоводы могут использовать охлаждающий текстиль, чтобы регулировать температуру тела на открытом воздухе и предотвращать заболевания, связанные с жарой, такие как тепловой удар. Аналогичным образом, те, кто живет в жарком климате, могут использовать охлаждающую одежду, чтобы способствовать испарению и уменьшить накопление тепла, чтобы обеспечить комфорт и облегчение во время постоянной влажности и жары.

Ограничения и соображения

Хотя одежда, впитывающая влагу и создающая ощущение прохлады, может обеспечить облегчение и комфорт, у нее есть свои ограничения. В условиях высокой влажности ее эффективность может снизиться, поскольку испарение обычно происходит медленнее. Кроме того, испаряющая одежда полезна только до тех пор, пока она остается влажной. Когда ткань высохнет, ее нужно будет повторно увлажнить. 

При выборе охлаждающей одежды крайне важно, чтобы она подходила по размеру и дизайну для вашей деятельности. Большинство впитывающих влагу тканей должны находиться в прямом контакте с кожей, чтобы удалить влагу и распределить ее по ткани. Если вы носите эти ткани в качестве внешнего слоя или очень свободного нижнего слоя, они могут работать не так эффективно.

Многие предметы одежды также будут ориентированы на определенный вид деятельности, поэтому разумно следовать этим рекомендациям. Например, туристу может понадобиться терморегулирующая рубашка со светоотражающим покрытием для защиты от ультрафиолета. В летние месяцы велосипедист будет использовать впитывающий влагу базовый слой под трикотажем, чтобы не только способствовать процессу охлаждения, но и собирать большую часть пота, образующегося во время долгой и жаркой поездки на велосипеде, и, возможно, уберечь дорогой трикотаж от пятен пота. В то же время бегун может выбрать более легкую влагоотводящую ткань с повышенной воздухопроницаемостью. После того, когда вы все же выбрали подходящую охлаждающую ткань для своих целей, необходим правильный уход, чтобы одежда функционировала на оптимальном уровне.