每年的毕业季，不知道各位学士硕士博士有没有穿着学位服抛学士帽呢？但如果毕业时间是夏天，厚重的学位服却会让人有些烦躁。虽然已经将头发梳成大人模样，但里面只有穿短裤短裙才舒服，还怎么再穿上一身帅气西装呢？

图 | tuchong.com

其实穿学位服毕业并不是无理取闹，这个传统已经有数百岁了。第一所大学建立时，想要专门的楼来上课？不存在的——课程都在四面漏风的教堂里进行。而大多数学生都是神职人员，他们款式简单的长袍和外套就非常实用了，可以挡风避雨还能保暖。随后1222年的牛津宗教会议对教士着装进行了规范，加上了长披肩（cappa clausa）。很快，这一带披肩的设计被随后的大学普遍采用，成为学位服的前身[1]。当年用来寻求温暖的教士服，如今变成了让人内心温暖的学术之光啊！

这个人身上有五千年前的皮毛陈列展

如果说学位服兼顾温暖心灵和肉体显得不那么专一，那原始人身上的皮草则是专攻保暖的代表。1991年，一具埋在冰水中的男性尸体在阿尔卑斯山东麓被发现。这位被称为“奥茨冰人”（Ötzi the iceman）的男性，来自5300多年前。令科学家们好奇的是，这大哥怎么能跑到那么冷的山上去的？难道是有“四级甲”？为了探寻5300年前的阿尔卑斯山男性着装风尚，意大利与爱尔兰的研究者检验了毛皮材料中遗留的线粒体DNA。高中生物课堂学过，除了细胞核，线粒体中也拥有一小块DNA。对人类基因组而言这只是一小部分，但是对研究者而言，这已经足以鉴定冰人奥茨身上穿有哪些动物皮草了。

奥茨冰人全身复原（未包含全部衣物复原，被发现时奥兹冰人身穿外套、斗篷、皮带、裤装、缠腰布等装备）| Thilo Parg / Wikimedia Commons

结果十分意外——这位“冰冻潮人”的鞋是头层小牛皮做的，黑白条纹大衣则是羊皮毛，保暖效果拔群，加上鹿皮箭袋和熊皮帽子……这些品类众多的皮草非常经久耐用，而且还使用了同一种材料进行固定，让人不得不承认这是经过精心搭配的，每一件搁现在都是引爆T台的单品[3]。至少五种动物的助力，让“冰人”在大雪纷飞的阿尔卑斯山温暖如春。

北极熊的毛发如何吸收热量| Khattab, M. Q., & Tributsch, H.[3]

这时本AI突发奇想，如果奥兹知道极北之地有北极熊，那他肯定会惋惜不已——“保暖达熊”北极熊拥有中空透明的毛发，排列致密厚重。这种中空毛发的绝妙之处就在于，当阳光照射在中空管壁上时，辐射热会产生散射（各个方向的反射），然后在中空管壁上发生二次散射……整个反射过程会使得皮毛对阳光中的热量形成有效吸收，而且毛发角质层也会吸收热量[3]。如果当时奥兹冰人收获一件北极熊皮大衣，再把鸟的绒毛收集起来，填充到自己的大衣夹层里，那岂不是就有一件vintage羽绒服了？在“寸热寸金”的北极，这种皮毛“玄学”非常实用，高效解决奥兹的保暖难题。

实验证明，随着辐射热波长增加，多层北极熊毛对热量的反射递减，吸收递增| Khattab, M. Q., & Tributsch, H.[3]

上天下海也要追求“高定”

五千多年过去，人类探索世界的步伐远超过了奥兹，但这段旅程将更离不开保暖。

就拿上天（和太阳肩并肩）来说，在大气层内高处不胜寒说的就是海拔越高温度越低的难题。距离地面400多千米高的宇航员需要穿着宇航服，从内衣层到保暖层，再到隔热层和外罩防护层。而服装的材料也从羊毛等保暖性能较好的天然纤维，到外层的镀铝反射膜，形成高反射率的反射屏和低热导率的问隔层，并形成很高的热阻[4]。同时构成真空层，有效地避免了层间对流换热，使得隔热组件在真空环境具有很好的隔热性能。这样一件高级定制的太空“时装”造价极其高昂，穿上它感受到的温暖，一定是肉体心灵双丰收。

飞两万米高的侦察机SR-71飞行员，穿着也快赶上宇航服了 |  gizmodo.com

天上、地上的人都穿了毛皮外套，潜水者要掀桌了（不至于，您这样真不至于！）。利用从海豹皮毛中获得的灵感，麻省理工大学的研究者就使用激光切割，将硅胶制成类似皮毛表面的状态。随后，他们将“皮毛”置于不同粘稠度的液体中，对“皮毛”属性（如毛发长度和间隔）的效果进行测验。结果发现，硅胶“毛发”排列层次越紧密，在纤维中间就能形成更多空气囊，最终材料可以在水下保持相对干燥；而空气是热的不良导体，毛发形成的小气囊越多，热量也就越难传出去，保暖性能瞬间提升。[5][6]

海豹的毛其实不比你家狗子少 | tuchong.com

类似皮毛的潜水服材质| dspace.mit.edu

 “一条龙”保暖方案，让你不用穿成球

奥兹的潮流搭配看起来暖和，但有些太过于返璞归真；宇航服和“海豹皮”看上去非常完美，但买不起也穿着不方便！在这个冬天，还是有一件时尚沉稳，保暖透气，轻薄却又不失冬装特色的外套更为实际啊！（真是难搞的消费者……）

不过说了这么多，保暖的精髓我们还是能get的——隔热和储热。从北极熊的中空皮毛反射和宇航服中反射屏的“骚操作”上，可以看到这两方面早已有了实践。在家里的暖水壶中也能找到这样的例子——装水的瓶胆是两层玻璃，这两层玻璃相对的一面都镀上了银，像镜子一样把辐射热反射回去，彼此间的真空层可以阻止热量流失，持续保持温暖。这也给了男友更多机会说“多喝热水”的机会。

那么作为科技改变生活的拥趸，我们现在对于冬日保暖又有什么优化方案呢？

 科技保暖第一式——“反弹”你的热

虽然鲜有“与太阳肩并肩”的机会，也没有生来就毛茸茸的天赋，但我等凡人现在也有了“反弹热量”的选择。60年代NASA为太空项目开发了一款有金属涂层的PET薄膜，主要材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯，后来广泛推广到民用，被亲切地称为“户外太空毯”。和北极熊与宇航服的原理如出一辙，户外太空毯也是反射热量的一员猛将。当光和热辐射这对电磁波兄弟由空气入射到太空毯金属层表面时，进入金属内的电磁波振幅迅速衰减，使得进入金属内部的能量相应减少，而反射能量增加。[7] 对于光线来说，不同金属的消光系数越大，光振幅衰减越迅速，进入金属内部的光能越少，反射率越高。而对热辐射的辐射吸收系数（法向全辐射放射率）越低，放射的热量也更少，达到反弹热量的效果。

Ir（铱）+ Al （铝）合成膜对特定波长的电磁波反射率不同[8]

太空毯看起来亮闪闪的有些轻浮，但它有非常强的辐射热和光反射能力，当年美军就是靠这个阻隔热信号，防止被塔利班发现。在美国的火人节也使用了3000张太空毯，对热量的反射率可以达到97%。人工搭建的这片阴凉区，可以防止开心玩耍的同时被晒伤、烫伤。

3000张NASA太空毯在反射热量 | archdaily.com

作为专攻保暖的Columbia 哥伦比亚，在十年前就将目光转向通过反射热保暖这一黑科技领域。太空技术不能飞在天上，也得“落地”啊！所以太空技术首次被用在衣服的保暖设计中，Columbia 哥伦比亚通过研发Omni-Heat 奥米·热能反射技术，在衣服内里加入了密密麻麻的极薄银色圆点。然而并不是将太空毯的技术照搬过来就能适用，因为采用的反射材料决定着反射区的厚度、组织结构、光学常数和反射率，这些也影响着穿着羽绒服时的舒适程度。每一个特殊材料的银反射区都像是手持反光镜的士兵，被排布在了衣服的内里上，将身体发出的热量统统“怼”回去，达到保暖的效果。

Omni-Heat 奥米·热能反射技术的“排兵布阵”

科技有意思！今年哥伦比亚全新3D热能羽绒服在Omni-Heat 奥米·热能反射技术的基础上，又开发出了Omni-Heat 3D 奥米·3D热能反射技术，以独特的黑科技，开启了“热纪元”。圆点优化成了面积更大的人字形区域，“3D”则体现在人字形区域上植入的纤维簇，你可能会问：纤维这么柔弱，有啥用啊？其实这个设计非常贴心，这些致密的纤维结构可以让羽绒服内里不完全接触内层保暖衣物，在两层衣服之间空隙之间形成静止空气层，在羽绒夹持空气带来的保暖效果以外，多给身体热量的散出途径上设置了一道屏障。并在纤维簇可以形成无数个气囊，再次增大羽绒服的热阻。羽绒、反射区和纤维簇形成的重重关卡能高效锁住好不容易留下来的热量。

纤维簇和人形反射区搭建的“温暖防线”

一个计算题：3000张太空毯有97%的热反射率，那么更多的人形反射区能反射多少热量呢?

为了更直观地感受哥伦比亚全新3D热能羽绒内里对辐射热的反射效果，我们使用了类比法来验证——先用波长532nm的激光笔照射了普通羽绒服内里，可以看到激光点如同夜空中的单星，没有任何反射效果。

而照射哥伦比亚全新3D热能羽绒的内里时，激光则被大量的反射区反射地“波光粼粼”，在实际穿着中，热辐射也会像激光一样被反射回到内衣上，仿佛热量也在衣服上蹦了个养生迪。

通过对普通面料、Omni-Heat 奥米·热能反射技术面料和Omni-Heat 3D 奥米·3D热能反射技术面料进行热能锁定实验，可以发现Omni-Heat 3D 奥米·3D热能反射技术面料能锁住更多热量，显著提升保暖效果。

科技保暖第二式——“挡住”你的热

Columbia 哥伦比亚作为更懂羽绒服的“高端玩家”，也更能懂得你的保暖需求。哥伦比亚全新3D热能羽绒服毫不吝啬地采用了90%优质白鹅绒的填充方案，完美完成了中国羽绒工业协会对优质羽绒服的高标准严要求，达成高效阻热的保暖目标。[9] 所谓阻热，也就是尽量阻止热量向外扩散，从而达到保暖的效果。前面课堂已经讲过，空气是热的不良导体，这也就使得服装的保暖性和其纤维层中所夹持的空气的量和状态息息相关。优质的羽绒相对蓬松，表面积大、能夹持的静止空气也更多，阻热效果就会好。哥伦比亚全新3D热能羽绒服中采用的白鹅绒的绒朵相对鸭绒更大更轻，蓬松性和回弹性也更好，形成更多的“气囊”锁住热量，高效阻热。

鹅绒和鸭绒对比 | Wikipedia

蓬松的羽绒丝之间可以形成致密的气囊

使用了更好更丰富的鹅绒的哥伦比亚全新3D热能羽绒服轻薄又保暖，穿上它之后，“我的老天鹅啊！”将会是对阵阵暖意的惊呼。

奢华的90%鹅绒充绒量

整衣厚实且塑形

保暖第三式——“放走”你的潮

此“潮”非彼“潮”，毕竟黄轩上身的哥伦比亚全新3D热能羽绒服不会影响你的潮人之道，但流汗带来的潮湿却是让人崩溃的致命暴击。有经验的户外运动者都知道，即使是冬天，在适当运动后还是会出汗，汗水迅速变冷后会紧紧贴在皮肤上，带来透心凉的冰爽体验。如果冬天的羽绒服过于厚重，还会给户外运动带来额外负担。在冬天进行负重的运动，加上冷汗的侵袭，工作学习两都误，想不请病假都难。所以对于一件羽绒服中的优等生来说，保暖很重要，而轻薄透气也是一门必修课。哥伦比亚的设计师考虑到了这一点，虽然羽绒服上有致密的人字形Omni-Heat 3D 奥米·3D热能反射区，但还贴心地在反射区之间加入了透气物料，这种设计能将汗液迅速排走，加上超轻的面料和填充羽绒，让你有个既保暖又透气的舒心冬天。

锁热排汗两不误的贴心设计，更懂爱动的你

从远古至今天、从天上到海底，从野性到文明，保暖作为马斯洛需求理论的基础需求——生存，一直是人们追求的目标。保暖这件小事其实并没有那么难，难的只是在保暖的同时满足更多苛刻的需求。而Columbia 哥伦比亚作为拥有80周年历史的户外服装领军品牌一直以超越完美为标准，每一款新品的诞生都必须经过无数次真实户外测试考验，对于服装科技的创新更是屡创先河与经典。

科技，将一直是满足人类追求更好生活的驱动力。

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参考文献：

[1] Walters, H. (1939). The story of caps and gowns. ER Moore Company.

[2] O’Sullivan, N. J., Teasdale, M. D., Mattiangeli, V., Maixner, F., Pinhasi, R., Bradley, D. G., & Zink, A. (2016). A whole mitochondria analysis of the Tyrolean Iceman’s leather provides insights into the animal sources of Copper Age clothing. Scientific reports, 6, 31279.

[3] Khattab, M. Q., & Tributsch, H. (2015). Fibre-Optical Light Scattering Technology in Polar Bear Hair: A Re-Evaluation and New Results. Journal of Advanced Biotechnology and Bioengineering, 3(2), 38-51.

[4] 杨冬晖, 李猛, & 尚坤. (2016). 航天服隔热材料技术研究进展. 航空材料学报, 36(2), 87-96.

[5] 陆水峰, 王光明, & 邵建中. (2008). 热传导与羊毛织物保暖性的关系. 针织工业, (1), 41-43.

[6] Nasto, A. M. (2018). Hairy interfaces (Doctoral dissertation, Massachusetts Institute of Technology).

[7] 宋志明, 王黎, 高晓蓉, & 王泽勇. (2010). 电磁波在媒质分界面上的反射与透射特性. 信息技术(6), 172-175.

[8] 干蜀毅等. "真空紫外～X射线反射膜研究现状." 真空科学与技术学报26.6(2006):459-468.

[9] 行业标准：TB/T CFDIA004-2018 《高品质羽绒服装》