С наступлением холодов миллионы достают зимние куртки и почти не задумываются, что за привычным предметом одежды стоят законы физики и достижения современных материалов. Об этом сообщает Bizmedia.kz со ссылкой на The Conversation.
Физики рассказали, что эффективность современных курток основана на трёх классических механизмах теплопередачи — теплопроводности, конвекции и тепловом излучении — при этом ткани всё ещё «дышат».
Принципы давно известны: Ньютон описал конвективное охлаждение, Фурье дал формулу теплопроводности, а работы Стефана, Больцмана и Планка объяснили тепловое излучение. Но настоящая революция произошла в материалах.
Теплопроводность: пух и синтетические волокна удерживают воздух в микрокарманах, замедляя уход тепла. Новые ультралёгкие материалы вроде аэрогелей позволяют сохранять тепло даже в тонких слоях.
Конвекция: ветер разрушает слой тёплого воздуха у тела. Плотные оболочки, ламинированные ткани, умные швы, манжеты и воротники создают воздушную «подушку», защищающую от охлаждения.
Тепловое излучение: тело постоянно теряет тепло в виде инфракрасных волн. Современные куртки используют отражающие слои и микроструктуры, возвращающие часть тепла обратно к телу, не мешая при этом испарению влаги.
Сухость — ключ к теплу: влажный утеплитель теряет свойства, и тепло уходит быстрее. Поэтому куртки имеют влагоотводящие внутренние слои, вентиляцию и мембраны, пропускающие пар, но не воду.
Учёные уже работают над «умными» тканями: с микровентиляцией, регулируемой по температуре и влажности, и утеплителями, меняющими объём в зависимости от условий. В будущем куртка может сама подстраиваться под окружающую среду, делая человека настоящим хозяином тепла без лишних усилий.
