把科技穿在身上,既有温度也有风度******
仿造鹅绒、碳纳米管加热膜、人体红外反射材料……
把科技穿在身上,既有温度也有风度
在刚刚过去的春节假期,受寒潮天气影响,全国部分地区气温大幅下降,处于“速冻”模式中。
来自中央气象台的信息,节日期间,我国东北、华北部分地区,气温创今冬新低,黑龙江省漠河市最低温度甚至跌至零下53摄氏度。
为了防寒,连不少“要风度、不要温度”的年轻人,都穿上了厚实的外套。
不过,想御寒保暖,不必非要把自己裹成“粽子”。如今,用在冬衣上的“黑科技”能够帮助人们“既有风度、也有温度”。
“人体热量的散失是由于热传递造成的,热传递有3种基本方式:传导、对流和辐射。”天津工业大学纺织科学与工程学院高级工程师、博士生导师夏兆鹏在接受科技日报记者采访时介绍道,为了达到保温效果,在设计上冬季防寒衣物要尽一切可能减少热量经由这3种途径流失,冬季保暖材料及保暖服装也都是围绕着这一原理进行研发和设计的。
仿造鹅绒:
即使被浸湿也能实现保暖效果
“冬天人体与外部低温环境间存在巨大温差,这就造成热传导,即热量会从温度高的地方传导到温度低的地方。如果在衣服中加入低导热系数的高蓬松保暖填充物,就可以阻止热传导,进而减少人体热量散失,达到保暖的目的。”夏兆鹏介绍道,这类保暖填充物主要起阻隔热传导的作用,目前比较常见的天然材料有棉、毛、羽绒等,比较常见的化学纤维材料有中空涤纶、喷胶棉等。
与传统保暖填充材料相比,近年来出现了一些新型保暖填充材料,其中具有代表性的就是仿鹅绒结构高保暖絮片。这种填充材料不仅保暖性强、轻便,而且在潮湿的环境下依旧可以持续保暖。在2022年北京冬季奥运会上,中国运动员的防寒服中就用这种仿鹅绒结构高保暖絮片作为填充材料,其在完全浸湿的条件下仍然能够达到98%的保暖率。
“仿鹅绒结构高保暖絮片的主要成分是与鹅绒纤维直径长度相差不大的仿造鹅绒,同时混入远红外涤纶和热熔涤纶。”夏兆鹏解释,其中仿造鹅绒以中空涤纶和Y形涤纶为主体,这两种涤纶可以最大限度地储存静止空气,而静止空气可以较好地保存热量。此外,即使是在被水浸湿的情况下,中空涤纶和Y形涤纶依然可以储存一定的静止空气。
仿鹅绒结构高保暖絮片能够克服天然鹅绒显臃肿、有异味、易跑绒和价格高等缺点,同时具有超轻、超薄、湿态保暖、高蓬松度等特点,而且洗涤后回弹性好、不缩水、保暖率不降低。
碳纳米管加热膜:
通电即发热,温度可调控
采用加热材料制作的电热服是国内外研究最多的冬季服装之一。
“常见的加热材料有镍铬加热丝、复合加热丝、碳纤维加热丝、碳纳米管加热膜等,这些材料被内置于衣服中制成电热服,当电热服连上充电设备后,电流经过衣服内部的加热材料就会产生热量,仿佛把电热毯披在身上。”夏兆鹏介绍,除此之外,该类衣服还内置了传感器,通过蓝牙即可实现对衣服的智能控温,用户只需要下载一个App,就可以用手机随时调整衣服的温度。
其中,碳纳米管加热膜作为控温加热系统中的重要元件,具有非常好的应用前景。“碳纳米管加热膜可以反复水洗,耐弯折次数达到10万次以上,而且薄膜厚度约为几十微米,具有非常好的柔性,发热效率大于65%。”夏兆鹏补充道。
除此之外,价格相对便宜的金属丝线性加热元件,如镍铬加热丝、复合加热丝等,也是加热“能手”。
“金属丝类材料具有高导电性、良好的电加热性能,且具有传感、电磁屏蔽等性能。以复合加热丝为例,其是在金属丝中添加了钼,既减少了金属的氧化,同时还可以提高金属电加热元件的耐用性。”夏兆鹏介绍道,将含有钼的金属丝,通过冷拉伸工艺变成微米级金属微丝,使其由金属丝转变为纤维。该纤维可以与聚酯纱线混纺制备成纱线,用其制作出的织物具有导电性。
相较普通导电织物,这种导电织物的柔性及舒适性都有所提升。“其柔性及形态与传统纤维及纱线十分接近,舒适性也得到提升。”夏兆鹏表示,不过,这类制衣材料仍然存在不耐长时间水洗、比较重等缺点。
人体红外反射材料:
人体热辐射反射率可达60%
红外热辐射是人体热量损失的另一种形式,传统纺织品的红外辐射率高、热量损失快,有研究指出棉花不可避免地会以中红外形式辐射出人体50%以上的热量。而人体红外反射材料则可以通过将人体发出的红外波反射回人体的方式减少红外热辐射损失,以达到保暖的效果。
“人体红外反射材料多数由金属颗粒构成,这些颗粒以一种微结构形式存在,将此材料附在织物上,便形成了红外波反射层。该反射层可以把人体辐射的大部分红外波都反射回来,从而达到保温效果。”夏兆鹏补充道。
“人体红外反射材料通常被用来制作冬装外衣的内衬,一般其人体热辐射反射率可以达到60%,提高服装防寒保暖效果比较明显。”夏兆鹏表示,不过,如果长时间处在超低温环境下,由于人体辐射的热量有限,因此该材料或无法达到理想的保暖效果。
聚四氟乙烯微孔膜:
低温环境下既透气又防水
冬季户外可能会出现下雨、降雪、霜冻等天气,通过高密防水层阻挡雨、雪、霜的侵入,可避免因衣物内层保暖材料被浸湿而导致保暖系数降低、保暖效率下降甚至失效。
“防水材料是在高密织物外面附上一层聚四氟乙烯微孔膜、水性聚氨酯膜或者聚氨酯膜。”夏兆鹏解释道,聚四氟乙烯微孔膜每平方厘米有十多亿个孔,在低温环境下,这些孔洞的开孔率可以达到80%。该孔的直径比水蒸气分子的直径大700倍,因此人体产生的汗蒸汽可以从中通过,从而保持衣服的透气性。聚四氟乙烯微孔膜上孔的直径比一般水的直径小很多倍,因此外面的液态水无法通过,从而达到了防水的目的。(科技日报 记者 陈 曦)
新时代高校美育的价值意蕴与实践路径******
作者:高金勇(南京师范大学)
“十四五”规划实施以来,高等教育进入高质量发展新阶段,逐步形成立德树人、“五育”融合的育人新格局。美育作为五育必不可少的重要环节,在促进学生德智体美劳全面发展,培养学生各种能力,落实立德树人、实现培根铸魂方面发挥着重要作用,在高等教育高质量发展过程中扮演的角色也越来越重要。
高校美育思想的历史传承与时代创新
我国自古就非常重视美育。孔子提出对人的教育应“兴于诗,立于礼,成于乐”,乐教在儒家思想体系中有着举足轻重的地位。《孟子》谈到子贡问乐,有“闻其乐而知其德”之言,也表明“乐”对个人教化、改善气质德行的重要作用。
中国近代的一些教育家同样重视美育。梁启超倡导趣味教育与情感教育,体现出积极的人生态度和情感。蔡元培提出“以美育代宗教”,强调国人应该远离宗教的刺激及影响,借用艺术的熏陶满足人性发展的内在需求,达到“真”的境地。陶行知强调“以诗的真善美来办教育”,认为教育资源应该源自生活,借助生活中蕴含的各种审美要素,实现人的审美化提升,最终指向人的完善。
进入中国特色社会主义新时代,坚持内涵式发展成为高等教育的基本方针。美育作为实现高校内涵式发展的实施途径,一直备受国家及教育工作者的关注。2020年10月,中共中央办公厅、国务院办公厅发布《关于全面加强和改进新时代学校美育工作的意见》,明确指出“美育是审美教育、情操教育、心灵教育,也是丰富想象力和培养创新意识的教育,能提升审美素养、陶冶情操、温润心灵、激发创新创造活力”。新时代高校美育工作必须坚持以人为本,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。
新时代高校美育的价值意蕴
在新时代高校教育高质量发展过程中关注美育的意义和方法,对把握新时代教育发展规律,促进学生全面发展具有促进作用。
一是要坚持高校美育的主体性价值。所谓主体性,就是人作为主体的规定性。康德曾说过:“人,总之一切理性动物,是作为目的的本身而存在的。”因此,一种好的教育方式,必须体现个体的主体性价值,即能够充分尊重人的独立自主、自觉能动的本质特征,使个体达到“真善美”的境地。美育的根本目标是培养全面发展的人,美育的内容具有丰富性、包容性,美育的过程充满感情体验,体现出开放、自由的特征。这种特征为激发学生潜能、促进学生多元化地发挥能动性获取知识提供有利条件。由此可见,美育通过唤醒个体的精神自觉充分发挥其主体性价值,加强学生主体自我意识和自我运用,实现个人的自由人格的发展。
二是坚守高校美育的公共性价值。马克思认为,人是一切社会关系的总和。首先,美育以艺术为介质体现其公共性价值。美育在社会生活中呈现出视觉化、图形化、泛审美化等特征,这对个体在社会影响下掌握社会经验、规范,形成社会化具有促进作用。也正是因为美育具象的显著特征,其公共性价值才更容易显现出来。其次,从根本上讲,美育活动在本质上可以归属为具有教育性的审美活动。在这个过程中,美育能够通过审美认同和情理共在孕育公共精神,公共精神的成长依赖于美育公共性价值的认可。
三是凸显高校美育的实践性价值。实践是认识世界、改造世界的手段。美育通过实践对艺术的介质进行加工、改造,就实现了教育的职能。一方面,体现为教师的主导实践价值。陶行知提到,“教师的生活是艺术生活”。他认为教师应该将教育艺术化,将教育过程变成审美过程,引导学生构建“人格长城”,培育生活审美价值的内生动力。另一方面,体现为学习者主动学习的实践价值。学生作为审美主体,通过对艺术客体的审美认知,发现潜在的真理,实现个人成长、情感升华。
新时代高校美育的实践路径
在教育过程中,应以系统化和整体化的思维对美育的体制机制、介质载体、创新实践等方面进行探索,切实提高学生的审美素养和能力水平。
首先,要构建管理机制,提供高校美育发展制度保障。管理机制是保证学校内部主要工作目标有效运行的基本程序和手段,建立科学有效的管理机制是高校美育与大学生人格培养得以有效开展的基础性工程。第一,美育要落实立德树人根本任务目标,结合美育特点,构建新时代学校美育目标体系。第二,要充分发挥教育评价的激励和导向作用,采用发展性评价、多元化评价等综合评价方式,建立以美育为基础、遵循教育发展规律的评价体系。第三,由于美育具有社会性特征,须充分借助开放的、立体化的社会资源,构建社会、家庭、学校一体化的美育实施机制。
其次,要开拓社会资源,挖掘高校美育发展媒介载体。美育具有形象性、普遍性、自由性等特征,因此在做好美育课程建设的同时,应充分挖掘美育媒介载体。一要借助形象生动的多媒体手段,促进课程知识的吸收掌握,提升学生对知识的掌握程度。二要利用重要纪念日等活动,引进社会剧院、高雅艺术等社会资源,增强学生文化自信;三要创新网络载体,充分发挥网络、新媒体等优势,加强学生课程外美育的有效提升,增强对学生的环境熏陶。
最后,要提高艺术技能,实现高校美育发展“知行合一”。马克思曾指出过两种不同的掌握世界的方式,即科学的、理论思维的掌握方式与艺术的、实践—精神的掌握方式。在他看来,掌握世界就是要一方面认识世界,另一方面又要依据人的目的改造世界。美育并不仅限于理论知识的学习和吸收,美育知识的创造和表现,必然依托美育知识的实践得以实现。