2022年北京冬奥会开幕式上，笔者留意到，美国队出场时身着的队服不是羽绒服，而是一件不依靠外部供电和芯片传感器，能够随着外部气温变化在厚度方向进行扩展，并形成一层空气隔温层的热胀冷缩的智能保暖外套，以此来应对外部极端的寒冷。

       这件队服保温的秘密就来自于它的材料，一种“智能保温”（Intelligent Insulation）科技。这件衣服是由一种可以随着温度的变化做出卷曲或可逆伸缩的特殊纱线织成。当温度降低时，面料的夹层变厚，进入保温模式。当温度升高时，面料的夹层变薄，进入常温模式。这样，不管穿着者是置身于室外的冰天雪地，或是开足暖气的温暖室内，一件外套就足够应付两种极端的气温。

       笔者通过检索和查阅公开资料与相关报导，为大家一起来扒一扒、探一探这件服装的“黑科技”。

       据公开资料显示，这项技术来源于Skyscrape科技公司，应用这种技术的面料会自动变形，使穿着的人不会有过热的感觉。在低温环境下，面料变回原来的形态，提供更多的空气隔热层来达到隔热效果。实现单件服装可以跨越三个不温度的季节，从室内温暖环境无缝过渡到室外寒冷环境。该面料采用的是“Skyscrape Intelligent Insulation”智能保温绝缘专利技术，由80%涤纶20%再生涤纶材料制作而成，外壳和保温层由100%再生聚酯材料制成。坊间认为这款智能保温材料，是几年前出现过的“热适应性材料”。

       在2017年美国先进能源研究计划署（ARPA-E）成果展示大会上，曾展示过一款可随温度变化而自动伸缩的控温材料，这种能根据温度改变隔热性的衣服能够在一个更大的温度变化范围内让人们保持舒适感。据此理论，科研团队Otherlab利用ARPA-E的资金支持，研发了一款被称为“热适应材料”（Thermally Adaptive Materials）的织物。

       “热适应材料”制成的织物由于它根据温度而产生动态隔离变化，因此被称为自动变化材料（self-poofing fabric）。如果太热，这个材料就会自动伸展，缩小空气夹层的间距达到减小隔热性；当温度过低时，这个材料就会通过膨胀（向内填充空气）来提升隔热性。这种材料从扁平到膨胀可能只要1分钟左右，在收缩至最扁平的状态下，这种材料的穿着感仅相当于一件厚T恤；而膨胀到最松软的状态时，就相当于一件超厚的户外外套。其隔热能力可以增加到最薄时的3倍，可以适应15℃的温差变化。

       这种材料完全靠温度驱动自动改变厚度，无须芯片传感器、电源、接线和控制单元，仅仅是普通合成纤维的集合体，但每根合成纤维都有不同的热膨胀特性。研究者将两种不同热反应系数的材料编织起来，利用了它们在不同的温度下不同的扩展能力。当温度变化时，这两种材料的长度变化将会不同，其中一种纤维伸展速度快于另一种纤维，这将会在整体纺织结构中产生一个弯曲空间，使其变成一个能够容纳空气的、有开口的波浪形织物材料，从而让厚度产生变化。

       根据上述材料所体现出来的特性，可以判断这是一款使用了热致感应型形状记忆高分子材料制成的织物。热致感应型形状记忆高分子材料是运用现代高分子物理学理论和高分子合成及改性技术，对通用高分子材料进行分子组合和改性，如对聚乙烯、聚酰胺、共聚酰胺、聚氨酯等高分子材料进行分子设计及分子结构的调整，使它们在常温范围内具有塑胶的性质，即硬性、形状稳定性；在一定温度下（记忆温度下），具有橡胶的特性，主要表现为材料的可变形性和形状回复性，即材料的记忆性能。

       形状记忆高分子材料（SMP）都具有两相结构（结晶与无定型两种状态），由有记忆起始形状的固定相和随温度变化能可逆的固化和软化的可逆相组成，固定相可为物理交联结构和化学交联结构，可逆相为物理交联结构。热致感应型形状记忆高分子材料（SMP）（交联或具有多相结构）一般是在已赋形后，加热到一定温度，施加外力使其变形，在变形状态下冷却，冻结分子间应力，当再次加热到一定温度时，材料的应力释放，使其自动回复到原来的赋形状态。

       形状记忆材料（SMP）都有一个记忆触发温度（Ts），对于纺织品织物而言，这一记忆触发温度可设定为人体穿着的不舒适温度。当环境温度低于Ts时，其聚合物大分子链段的运动处于冻结状态，分子链排列致密，阻止了热和气体的传递，因此，在低温环境下具有良好的保暖性。当环境温度高于Ts时，高分子链段解冻，其链间间隙的自由体积明显增大，织物的透气性和透湿性显著提高，因此，在高温下具有良好的透气、透湿性，利于人体热气和湿气的散失，使穿着者不会感觉闷热。

       随着科技的快速进步，以及在新材料方面研究和技术创新的不断深入，一波波层出不穷的、适用于纺织服装的先进智能材料正向我们走来，未来除了常规纱线和面料，智能纺织新材料值得我们期待。它们在给我们带来惊喜的同时，也对生产系统带来了挑战，必将推动纺织服装行业的革新与进步。新材料、新工艺、新挑战，让我们一起来，多了解它们、懂得它们，使我们在生产中能更好地驾驭它们吧！

       试想一下，假如用这种材料织一件细针款，有着间隔式元筒组织或夹杂有相分离夹层组织的毛衫，保温性能是否会更好呢？又或是，由具有两相结构（结晶与无定型两种状态）的纱线织出的毛衫，随着外部环境温度变化而呈现出不同粗（蓬松）和细（紧实）状态，来为穿着者提供最佳的穿着体验呢？