高溫下的“保護傘”

高溫防護：讓酷暑不再難熬

炎熱的環境會對人體健康構成嚴重威脅，特別是在極端高溫條件下，人體散熱會變得非常困難，體溫驟升會引發嚴重的中暑甚至危及生命。在這樣的背景下，高溫防護變得尤為重要。此外，在封閉悶熱的環境，如工廠車間、船艙甲板等，過度受熱也會加重身體負擔。

高溫對身體的影響不僅僅是大量出汗，還會干擾人體的自我調節能力，使體溫失控，引發頭暈、意識模糊等問題，嚴重時甚至會造成器官損傷。因此，科學合理的高溫防護措施必不可少。保持環境通風、適當補水降溫、避免長時間暴露在高溫環境中可減少上述情況的發生。同時，隨著科技的發展，智能溫控服飾、便攜式降溫設備等創新產品可以幫助人們更好地應對極端高溫天氣，讓高溫防護更加高效便捷。

個人熱管理：科技解決方案

為應對極端高溫天氣，個人熱管理技術應運而生。傳統降溫方式（如風扇、空調等）往往依賴于大型設備，需要在特定場景下才能降溫。現在，科技的進步讓人們能夠穿上熱電“空調”，從而隨時隨地實現降溫效果。該技術的核心在于根據人體需求來調節體溫，從而保持體感舒適。無論是在炎熱的夏季，還是在高溫的工作環境中，它都能幫助人們輕松應對高溫挑戰。想象一下，在烈日下，穿上能夠自動調節溫度的智能服飾，人們再也不用擔心汗流浹背甚至中暑。

目前，眾多功能性服裝（如冷卻服和保溫服）已投放市場，幫助人們降溫或御寒。這些服裝采用了特殊的材料和設計，能夠幫助人們有效調節體溫。然而，其冷卻系統在極端高溫環境下效果常常有限，尤其是當外界溫度超過一定范圍時，傳統冷卻系統難以滿足人們的需求。因此，開發更智能高效的個人熱管理設備成為當前研究的重要方向。這些設備不僅需要適應各種環境，而且需要根據個人的生理狀況和活動強度進行實時調整，以實現最佳的熱舒適體驗。

近年來，隨著可穿戴電子設備的蓬勃發展，柔性熱電制冷器被開發出來。它們的最大優點是輕便、柔韌性強，可以緊貼人體皮膚，人們幾乎感覺不到額外負擔。此外，這項技術在醫療領域也展現出巨大的潛力，比如通過局部冷卻來調節體溫，通過植入式冷卻器治療某些疾病。

熱電技術：調節溫度的“魔法”

熱電技術的核心在于它能夠實現熱與電之間的可逆轉換，這一特性使其成為一種智能化的人體熱舒適調節策略。早在19世紀初，科學家們就發現了熱電效應，其中，佩爾捷效應是熱電制冷的基礎。1834年，法國科學家佩爾捷發現，在由兩種不同材料的導體組成的閉合回路中，當有外加電流經過接點時，在接點附近會有溫差變化，即一端出現吸熱現象，另一端出現放熱現象。這一發現為熱電制冷技術奠定了基礎。

熱電制冷技術的最大特點是它不依賴傳統的機械設備，因此沒有污染、噪聲小、體積輕巧、重量輕，并且可以精確控制溫度。這些優勢使得熱電制冷技術被廣泛應用于便攜式冰箱、飲水機、除濕機及局部控溫等領域。基于熱電效應的個人熱管理系統，能夠通過精確調節局部溫度實現快速體溫調節。目前，熱電制冷器的應用已經擴展到多個領域，如電子冷卻裝置、熱電池管理系統、體溫調節服裝系統以及醫學領域的腦部冷卻頭盔、皮膚冷卻貼片、降溫毯等。熱電制冷技術在醫學領域的應用可以幫助人們減少傷口的腫脹、出血和疼痛，特別是在創傷的早期干預中能夠減輕二次傷害，通過維持最佳溫度以加速傷口愈合，降低感染風險。此外，該技術還在冷凍療法、激光皮膚治療和冷控藥物釋放等臨床實踐中展現了應用潛力。

以最新研發的一款柔性可穿戴熱電設備為例，它能夠在沒有傳統散熱器的情況下為皮膚提供超過10 ℃的制冷效果，而且可以持續8 小時以上。將這種熱電器件集成到可穿戴服裝中，能夠在溫度變化較大的環境中長時間為人體皮膚提供冷卻或加熱功能，使皮膚溫度保持在舒適的范圍內。這種創新設計為個性化溫控提供了新的可能性，同時展現了熱電技術在節能和提高熱舒適性方面的潛力。

柔性熱電制冷器：未來應用前景

隨著技術的發展，柔性熱電制冷器正逐步走向商業化，有望成為日常生活中的“隱形保護傘”。在高溫環境下，它能為人們提供實時體溫調節，保持清爽舒適。例如，運動員在炎熱天氣訓練時，若運動服集成柔性熱電制冷器，可避免熱疲勞，提升運動表現并降低中暑風險。疫情期間，醫護人員長時間穿著防護服容易中暑，若防護服配備柔性熱電制冷器，可有效降溫，提高工作效率，保障健康。此外，柔性熱電制冷器在疾病治療領域也大有可為，如為術后患者提供精準局部冷卻，以緩解炎癥。

目前，科學家們正在探索使用柔性材料以及先進的結構設計，讓柔性熱電制冷器更輕便、柔軟，完美貼合人體皮膚，最終融入日常穿戴服飾中。未來，智能空調衣有望成為現實，它能感知體溫并自主調節冷卻效果，讓人們始終保持最佳的熱舒適狀態。隨著技術的進步，這款“隨身空調”將真正走進人們的生活，讓人們面對高溫挑戰更加從容，盡享清涼自在。

作者單位｜江西科技師范大學柔性電子創新研究院