我的体温控制能力很差。当外面酷热难当时，我把头伸进冰箱里。当天气又湿又冷时，我手上的血管会痉挛。 “我很热；现在我冷了”是我家里流传的一个笑话。
但我很幸运：与冷血动物相比，我们人类有多种方法可以让我们的身体在一定温度范围内保持运转。寒冷时我们会瑟瑟发抖，为了避暑我们会大汗淋漓。当我们在极热或极冷的环境中挣扎时，我们会想办法更换衣柜。
这听起来很明显，但服装让我们能够在相对舒适和安全的情况下探索世界的遥远角落。但即使是最具技术性的服装——自热背心、Gore-Tex 层或内置冰袋的套装——也有其局限性。大多数都可以加热或冷却身体，但不能两者兼而有之，或者需要外部电源或笨重的电池组。
这些衣服在沙漠或高海拔地区会变得不稳定，因为这些地方的温度可能会从酷热骤降到冰点以下。当我们走出地球时，控制体温的轻型套装可以让更长的太空行走变得更加合理和愉快。
本周，南开大学的科学家在仅利用太阳能快速调节体温的智能服装方面迈出了一步。该团队制造了一种柔性材料，可以捕获阳光来储存和传递热量。白天，贴片可以带走皮肤的热量并储存多余的能量。到了晚上，天气凉爽时，它会释放能量缓存，将皮肤加热到舒适的水平。
由于该装置由太阳能供电，因此无需电池组即可保持皮肤温度。该贴片还可以通过在冷却和加热模式之间自动切换来快速适应环境温度波动。
在一项测试中，研究小组将贴片放在志愿者的手上，短短几秒钟内，他们的皮肤就冷却了百分之九以上。当皮肤暴露在从冰冻到死亡谷高温的各种温度下时，该贴片可以保持皮肤舒适。
该团队设想，与其设计完全由这种材料制成的服装，不如将其战略性地融入日常时装或宇航服中，在躯干和背部区域有较大的补丁，而在肩膀、上臂和大腿前部则有较小的补丁。即使没有覆盖整个身体，只要有几个小时的阳光，这些贴片在储存和传递热量方面的高效率也可以让佩戴者一整天都感到舒适。
该设备为“扩大人类对恶劣环境的适应能力”“开启了许多可能性”，博士写道。上海交通大学的 Xingyi Huang 和 Peng Li 没有参与这项研究。
科幻时尚
窝在温暖的毯子下，看着外面的雪花飘落，真是太棒了。相比之下，跑到寒冷的冬季空气中去寻找礼品包完全是一场噩梦——尤其是穿着睡衣和拖鞋的时候。
我们的身体不适合极端温度。让我们思考、感觉、呼吸和消化的生物过程都依赖于在较小的环境温度范围内发挥最佳功能的蛋白质。它被称为“热舒适区”，大约在 71 到 82 华氏度（或 22 到 28 摄氏度）之间。超出这个范围的温度会使身体出汗或发抖，以控制我们的内部温度。但这些生物机制在极热或极冷的情况下会失效，导致中暑、冻伤甚至死亡。
服装可以通过被动和主动调节皮肤温度来扩大热舒适区。被动选项不需要电源。有些产品（例如暖手包）利用化学反应来产生和释放热量。其他的则将热量散发到周围环境中以给佩戴者降温，或者将体热反射回皮肤上以保持温暖。蓬松的夹克、凉爽的护颈或吸汗的面料都属于这一类。
活性材料使用外部电源根据需要快速改变材料的温度。但高能耗使得很难全天保持温度，尤其是当佩戴者在移动时。
太阳能热磨损
这项新研究通过使用自然能源：太阳来提高活性材料的水平。
这种柔韧的材料就像一个开口三明治。顶部是一个灵活的太阳能电池板，可以快速将阳光转化为电能，还有一个存储模块来捕获多余的电力。底部面向皮肤的一侧是一个电热装置——一种薄膜，当接触到电力时，它的特性会迅速改变。当受到电击时，该层会吸收热量并降低环境温度。关闭电场会反转该过程，设备将热量传递到皮肤。
该设备可以在加热和冷却循环之间快速切换，与以前的刚性版本不同，该设备是可弯曲的，可以像创可贴一样贴合人体皮肤。
在一项测试中，研究小组将材料放在志愿者的手上，并在寒冷和非常温暖之间改变环境温度。他们用红外摄像机监测志愿者的皮肤温度。
环境温度发生变化后，小块区域在几秒钟内就达到了舒适的温度。它也是自给自足的，可以在十二个小时的阳光下轻松运行一整天。
进入未知世界？
新系统拓宽了我们皮肤的自然热舒适区。黄和李写道，这种“令人印象深刻”的扩张使身体能够“适应更复杂和变化的环境”。
该团队写道，一种潜在的应用是将这种材料“编织到传统的宇航服中，以帮助降低总体功率需求”。尽管寻找空间（没有双关语）可能会带来挑战。合身的宇航服暴露在阳光下的面积很小，这限制了面板的尺寸。宇航服大约 60% 的部分必须被这种材料覆盖，才能在没有外部电池的情况下为它提供一整天的电力。
此外，即使在地球上，冬季阳光的减少也会使材料充电变得更加困难，特别是在探索白天几乎消失的极地地区时。
该团队已经在努力使该材料更加实用。一种想法是使用温度敏感的电子元件，可以进一步提高贴片的温度控制范围。另一种方法是添加化学物质，以提高贴片的导电能力，使其更有效地储存和传递热量。将多个电热层从头到脚连接起来也可以提高设备处理温度变化的能力。
对于黄和李来说，这种材料除了服装之外还有更多用途。它可以覆盖车辆或建筑物以在没有空调的情况下控制温度。极端气温造成的死亡人数比飓风、洪水或龙卷风造成的死亡人数加起来还要多，这些材料不仅适合勇敢的探险家，还可以改变我们的日常生活。
图片来源： Kajetan Sumila / Unsplash