冰马甲、自带“空调”防护服……这些“消暑神器”有何奥秘？新科普

本文转自：上观新闻

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“穿上冰袋背心，舒服了，凉快了！”这几天，上海连续出现了超过40℃的高温天。在室外进行核酸采样的“大白”们也穿上了各种新式防护服——冰马甲、自带“空调”防护服、半导体冷片降温服……这些新式“消暑神器”究竟有何奥秘？解放日报·上观新闻采访人员专门采访了上海理工大学能源与动力工程学院制冷与低温工程研究所的王佳韵老师。

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核酸采样人员穿着蓝色的“冰马甲”在采样。（李蕾摄影）
冰马甲
冰镇马甲可以降温，但是不同的材质，降温效果也不同。
王佳韵介绍，一般的冰镇马甲降温的原理其实就是口袋中放了冰袋，用冰袋冰镇降温。不过这种冰镇马甲降温效果一般是2-3个小时。
有的冰马甲，用凝胶作材料。凝胶是含有大量水的胶状固体，内部有大量的亲水基团，可吸收超过自身成百上千倍的水。由于水的比热大，因此凝胶是良好的储冷材料。和液态水相比，凝胶作为固态，其形状可任意加工。用固态水对冷量进行保存，冷冻后可保持20分钟至40分钟的冷量。

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核酸采样人员穿着蓝色的“冰马甲”在采样。（李蕾摄影）
这种“冰马甲”穿在身上，冰冰凉凉的，在和人体进行热交换过程中，实现了冷量的释放。王佳韵补充说，不过这种“凝胶”冰马甲，自重较大且不够透气。
行走的“空调”——空气压缩制冷防护服
大家会看到，一些“大白”的防护服充了气，鼓鼓囊囊的。走近一看，防护服的后颈处有一个管道口，通过一根空调管道，与后背背着的白色“空调机”相连，源源不断的冷风通过管道输送到衣服内部，让衣服“膨胀”起来。 “空调机”可大可小，比较常见的是长宽28厘米，两侧是排气扇，右侧有两个圆形的小按键，医务人员可手动调节风速大小，既方便又人性化。

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空调防护服。（来源：新华社）
相较于传统防护服，这种防护服更加轻便清爽，体感温度在26℃—29℃之间。 “空调机”背上去也不是很重，风吹上去很凉爽， “空调”送的风方便排汗，能瞬间蒸发贴身汗水，里边衣物就不会湿透贴在身上了。
王佳韵介绍，这种“空调机”运用的是空气压缩制冷技术，其原理是气体或其他物质在被压缩后本身是变热的，当热量释放后，在解除压缩状态后，其体积恢复到被压缩前的状态，这一过程是吸热反应，借此可使周围的温度降低。空气压缩防护服，用空气压缩机吸入环境空气并压缩，在需要制冷的时候解除其压缩状态，压缩气在膨胀过程中吸热，从而实现制冷降温的效果。

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探秘空调防护服。（来源：新华社）
半导体制冷片降温服
这种防护服里，加入了半导体制冷片。半导体制冷片，是典型的热电制冷技术。王佳韵介绍，半导体制冷是利用特种半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，通过直流电制冷的一种新型制冷方法。热电片的厚度约2-3毫米。通过耗电的形式在两端形成温差，最大温差能达到60℃ 。只要能及时把热端的热量散出去，就能保持冷端的低温。
其实，半导体制冷片使用的原理是帕尔贴效应。帕尔贴效应即当有电流通过不同的导体组成的回路时，除产生不可逆的焦耳热外，在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象。半导体制冷片是一个热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。

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