理大研軟體機械材料 開發高效隔熱衣

香港文匯報訊（記者 高鈺）全球暖化持續加劇，民眾飽受高溫天氣的煎熬，而保持人體熱舒適度對於高溫環境下工作的人士尤為重要。香港理工大學利民先進紡織科技青年學者、時裝及紡織學院副教授壽大華帶領的團隊，成功研發出首款採用軟體機械人紡織物料、可成為適應環境溫度變化而自動調溫的智能防護衣，同時有效隔熱透氣，保障高溫環境下的工作安全。研究結果已於國際跨學科綜合期刊《Advanced Science》上發表。

高溫環境會增加熱壓力，加重身體能量消耗，為健康帶來威脅，包括加劇心血管疾病、糖尿病、精神健康和氣喘問題，同時增加傳染病傳播風險。根據世界衞生組織數據顯示，2000年至2019年期間，全球每年約48.9萬人因高溫相關原因死亡，其中亞洲和歐洲個案分別佔45%及36%。

熱防護衣是保護極端高溫下工作人士的重要裝備，尤其是需要身處火場的消防員和長期在戶外工作的建築工人。壽大華表示，消防員穿着厚重的消防服非常悶熱，離開火場脫下裝備後，靴子有時候甚至可倒出近一磅汗水。同時，傳統防護衣的熱阻固定不變，在常溫下穿着，容易因過熱造成不適，但用於火場和極端高溫環境，隔熱效能又未必足夠。

仿鴿子調溫原理 續擴應用層面

為此，壽大華團隊研發了智能軟體機械人防護衣，其靈感源於自然界的仿生學，例如鴿子常利用羽毛在皮膚附近形成一層空氣間隙，減少熱量流失於環境中。在溫度下降時，鴿子會豎起羽毛使其變厚且蓬鬆，以積蓄大量靜止空氣，增加熱阻來提高保暖效果。

理大開發的防護衣，採用自動調節熱溫度的軟體機械人紡織布，借鑑人體外骨骼排列和分布的網狀結構，將軟體驅動器置於防護衣內相應支撐區域。其原理是在軟體驅動器中封裝無毒不燃的低沸點液體，在環境溫度升高時，封裝的液體由水態變成氣態，令軟體驅動器膨脹，並使紡織物料結構變厚，靜止空氣層因此擴大，使熱阻提升一倍多。當防護衣外表面溫度達到攝氏120度，相比於傳統熱防護衣，這種低成本的智能防護衣內表面溫度可降低攝氏10度以上。

同時，該物料柔軟、堅韌又耐用，比形狀記憶合金熱敏防護衣，質感更貼膚舒適，亦可任意調整形狀，有助廣泛應用於不同類型的防護衣，即使經過嚴格洗滌測試，也不會滲漏。這款物料的多孔間隔針織結構亦可顯著減少對流熱傳導，令防護衣保持高透濕度。

此外，這款軟體機械人防護衣既輕巧，又無須熱電晶片或循環液冷卻系統進行冷卻或加熱，即在不消耗能量下仍能有效調節溫度。

壽大華表示，這項創新技術有望廣泛應用於運動服、醫療保健服、戶外裝備等，以及作為建築用熱適應紡織隔熱材料，達至節能效果。團隊亦擴展了相關技術的應用層面，在創新科技署和香港紡織及成衣研發中心資助下，研發出適用於低溫環境或氣溫驟降的高透濕充氣外套和保暖服，有望幫助野外遇困人士在惡劣環境中維持正常體溫。