港紡織及理大跨學科研發突破 智能控温服裝應對極端温差

【本報訊】在全球氣候變遷加劇下，極端天氣事件頻生，導致人體核心體温維持在理想區間面臨挑戰。有見及此，香港紡織及成衣研發中心（HKRITA）與理工大學攜手合作，借鑒鳥類自然調節體温的奧秘，成功研發一款創新的「自適應熱管理服裝」。此智能服裝能自動感應外界温度變化，在寒冷環境下自動增厚以提升保暖效能，而在温暖時則自動變薄以促進散熱，為應對忽冷忽熱的環境提供嶄新解決方案。 據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表示，研發靈感源於他個人在寒冷天氣下運動後仍全身出汗的經驗，並觀察到鳥類透過羽毛蓬鬆與收緊來調節體温的本能。鳥類在低温時會將羽毛豎起，藉由鎖住更多空氣增強隔熱；高温時則緊貼身體，壓縮羽毛間空氣以利散熱。壽大華教授及其團隊將此生物機制轉化為實體設計，透過在服裝夾層內置多個可調節大小的「氣囊」，配合外置小型氣泵、環境及皮膚温度測量裝置，以及智能手機應用程式（或遙控器），實現服裝的智能化厚度與熱阻調節功能。 在材料選擇上，團隊採用了「熱塑性聚氨脂」（TPU）來製造氣囊。此物料因其極佳的柔軟度、耐用性及不易漏氣的特性而獲選，且成本效益高，廣泛應用於智能手機軟機套。為確保服裝的高透濕性和排汗功能，內膽設計上巧妙地將TPU氣囊與棉質或Polyester等傳統紡織物料梅花間竹地整合，而非單一採用TPU，兼顧了舒適與功能性。現時，程式設定可在零下10度至零度之間，依温度變化自動分5級調節氣囊大小，同時亦支援用户手動操控。 研究團隊對「自適應熱管理服裝」的原型進行了嚴謹測試，結果顯示其保暖效果媲美傳統羽絨服裝，而透氣性能則更勝一籌。尤其值得一提的是，此款服裝可完全水洗，只要內層TPU氣囊不受損，其保暖功能不會減弱，這項優勢顯著超越了羽絨服的保養限制。壽大華教授指出，未來商業化量產時，該服裝的温度調節範圍和級數可望進一步擴大，以適應如中亞地區般温差懸殊的環境，即使在極端寒冷下亦可疊穿使用。 在電力消耗方面，由於服裝主要在短時間內調節氣囊大小，實際用電量極低，一枚小型鋰電池已足以支援數天的運作。即便電力耗盡，亦可透過一般充電寶進行便捷充電。現有原型服裝重量約800多克，配合內藏小型氣泵、測温裝置及鋰電池的外置盒子重約200多克。壽大華教授對減重潛力表示樂觀，預期若採用更精密的生產設備製造TPU氣囊，服裝主體重量有望大幅降至400多克。 香港紡織及成衣研發中心透露，此項「自適應熱管理服裝」項目於2021年9月正式啟動。儘管曾因新冠疫情影響而有所延誤，至今累積研發經費約達200萬港元。其中，約166萬港元獲「創新及科技基金」資助，餘下約34萬港元則由兩家企業贊助。目前，中心已為該服裝在內地申請了相關專利。對於未來的商業化定價，壽大華教授表示將視乎品牌定位與所選質料，但強調由於氣囊內膽生產成本相對不高，預計價位會屬一般大眾可負擔的户外服裝範圍，且無涉動物權益爭議，市場潛力廣闊。 壽大華教授相信，一旦「自適應熱管理服裝」投入量產，將惠及眾多需要長時間户外工作的人士，包括建築工人、消防員、救援隊員、冬季運動員、演藝人員以至外賣速遞員等。市場消息預期，首批將此創新技術商業化的機構，或會是專注於滑雪、登山、單車等户外運動服裝的品牌，以滿足專業與休閒市場的需求。