Conversation: Почему современные куртки теплее старых, знают физики

Фото из открытых источников

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». Об этом сообщает портал The Conversation.

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.

Защита от конвекции. Ветер нередко разрушает тонкий слой теплого воздуха у поверхности тела, провоцируя резкое охлаждение. Решается вопрос использованием плотных внешних оболочек курток, ламинированных тканей и за счёт продуманной конструкции манжет, воротников и швов.

Особая роль отводится тепловому излучению — 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.

Сухость - ключевое условие сохранения тепла. 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.

Будущее зимней одежды связано с адаптивными материалами, обладающими «умными» системами терморегуляции, способными подстраиваться под условия без участия человека.