未来战士的“降温战衣”

王永超

近几年来，每当冬天到来，华中地区的孩子们总是期待着大雪，然而现在的雪没有以前下得大了，现在的冬天也没有以前冷了，这预示着全球气候的变暖。

全球变暖是由于温室气体的大量排放造成的，而二氧化碳是主要的温室气体。从第一次工业革命以后，人们开始大量使用化石燃料，造成二氧化碳的大量排放。据《科学》杂志报告：与100年前相比，非洲大陆平均气温上升0.5摄氏度，某些局部地区上升更多，如肯尼亚部分地区在过去20年里，气温上升3.5摄氏度。

从目前趋势看，全球平均气温在未来50年内将升高2摄氏度到3摄氏度。如果真的这样，我们的夏天将更为炎热，国防战士们的生活将更艰苦，特别是南海的战士们。

士兵作战或者行军时，因身负背包、穿防护服等，会阻碍热量的散失，然而温度太高会使体能消耗过快，从而影响战斗力；此外，经过测试表明：人体温度过高会使大量血液流向皮肤散热，从而影响判断力。

那么，如何通过改善单兵装备来提升士兵在高温环境下的战斗力呢？这是多年以来，世界各国都特别关注和研究的问题。由此，针对单兵便携式的降温系统，军事科研人员开展了多方面的研究和应用。

据资料记载：1989年，美国海军舰船上的水兵为了降温而采用了在前后兜里装满冰水的降温方法。将软管缝在背心里，用水泵使冷水在软管中循环，达到降温的目的。这个系统可以使大约2升冰水循环，冷却时间可持续35～45分钟，由于制冷时间太短，没有被广泛应用。

后来，随着科技水平的提高，材料科学的发展，出现了很多新型降温服，主要分为四类：冷水循环式降温服，用特殊纤维材料制造的降温服，鼓风降温服，快速热交换降温服。

先说一说冷水循环式降温服，现在，由此原理制成的降温背心在各方面比过去都有了很大的提升。背心上布满塑料管道，便于冷液流动循环，制冷系统为背包款式，里面有马达、电池、泵阀以及作为冷源的冰袋，还特别添加了控温装置。

这种降温服在使用时，只需在制冷系统的冰袋中放入冰块，或者向冰袋灌入水，放入冰箱，冷冻成冰就能提供冷源了。开启后，制冷系统将冰水源源不断地打入背心的管道中，使其循环，并通过控温装置使打入背心的冰水一直保持在设置好的温度。

在温度的设置上，可选择的温度有15 摄氏度、18 摄氏度、20 摄氏度以及25摄氏度等，可以适应不同季节的需求。此外，制冷时间也有了很大的提升，长达5～6小时。更方便的是它还能提供可饮用冰水，这样，战士们就可以在炎热的野外喝冰水降温了。同时，该装备还减轻了重量，不提供饮用冰水时的重量为1.5公斤，提供饮用冰水时的重量为4.5公斤，通过这种方式可减少战士们的负担。

但是，由于这种降温服的循环管道是由塑料制成，在严酷的作战环境下有可能被锋利的物品划破，导致内部的冰水流出，使其失去制冷功能。此外，温度太高和湿度太大都会使人感到不适，而士兵在酷热的环境下作战，身着盔甲、武器，往往会出很多汗，皮肤表面的湿度很大，而衣服里的汗又很难蒸发，会使士兵身体不适甚至中暑。所以，科学家们又开始着手研发更多性能更加卓越的降温服。

科学家们通过改造纤维来增加纤维的导热能力、吸水能力及传递能力，用这些纤维制成军用衣物，使得衣服的散热能力大大提高，从而达到制冷的效果。

比如，通过在化学纤维内混合金属粉末后形成涂层，由于铁、铜、铝、锌这些金属的热传导效率要高于纤维，这种纤维会有很好的导热性，能将人体产生的热以更快的速度传导出去，以达到降温的目的。

还有一种纤维叫异形纤维，因为它的截面大多不是天然纤维的圆形，而是三角形、四边形、五边形等，多边形的截面使得它的表面积更大，提高纤维对水、汽的吸收及传递能力，从而提高织物散湿、散热的能力。士兵穿着用这样的纤维制成的衣服会感到更加舒适。

更神奇的是自动调温的纤维。西方国家正在研制用自动调温的化学纤维制成的军服，它对周围的温度反应特别敏感，可随温度的变化而变化，使军服内形成一个小气候环境。酷暑季节，调温纤维自行收缩，使编织物的孔眼张开而通风透气，大大地提高军服的散热能力；寒冬腊月，调温纤维又可自行膨胀，使编织物的孔眼闭合而阻止空气流通，从而提高军服的保暖能力。

除了这些，还有紫外线和热屏蔽纤维，能起到屏蔽紫外线和部分红外线的作用，从而防止体表温度升高。除此之外，在内衣中运用一些新型功能材料还可以达到抑制细菌繁殖的作用。如我国南沙守礁部队的专用军服，其中，内衣裤和护膝应用了多种新型功能纤维，能有效克服因高温、高湿环境引发的细菌增殖对守礁官兵的健康带来的危害。

由“美国陆军士兵系统研究中心 ”开发的拦截者风冷式战术背心，采用蜂窝状结构，通过电动换气扇促进空气在防护服和皮肤之间的空隙中流通，从而达到制冷和辅助排汗的效果。

据了解，该产品在配发美军试穿后，根据反馈意见，设计者又对其进行改进，包括采用兼容性更好的电池，减轻引擎重量，降低风扇噪音等。想必在不久的将来，这种降温背心的性能将越来越高，士兵们穿着的舒适感将越来越好。

接下来，让我们看一看更有科技感的降温设备——快速热交换技术降温战靴。

上面介绍的这些传统降温方法的降温效果都不明显，只能使体表温度暂时下降，却退不了“内火”，对内部器官无济于事，而内部器官温度太高会造成功能紊乱，影响战士的作战能力和身体健康。

斯坦福大学的科学家经过多年研究，找到一种能够使人体“从里凉到外”的方法，它被称为“快速热交换技术”，是按照哺乳动物的体温调节规律开发出来的。

该系统形状像咖啡壶，里面有冰冷的锥形钢板。使用者将手伸进去，握住并扳动金属板，将真空装置启动。冰冷的金属板可以使手掌上的血管迅速变冷，真空装置通过减小手掌周围的气压来增加流向手掌的血液。冷却的血液循环回体内，就可以使全身的血液降温，这样可以减少热量的散发，从而降低体能的消耗。

实验表明，“快速热交换技术”系统能在10分钟内将人体的体温从40摄氏度降到正常值；如果自然冷却，这一过程则需要30分钟。美国“高级研究计划局”正与发明者密切合作，积极利用这一原理研制“降温战靴”。将来，战士们穿着这样的靴子会有“脚下清风生”的感觉。

可喜可贺的是，现在，已经有一些“冰背心”进入民用市场，主要运用在运动会上，如2008年6月，中国足球国家队在多哈挑战卡塔尔队时，为了应对多哈地区的高温，国家队队员配备了循环式“冰背心”来抵御高温和迅速恢复体力。除此应用外，一些交警配备了鼓风式降温背心来抵御夏日户外的高温。

当然，也有一些降温装置还没有走进我们的生活，就像“降温战靴”还在研制当中，要将制冷装置、真空装置和供电电池都安装在一个不是很大的靴子内是一件较为困难的事，同时如何通过增加电池容量来增加工作时间也是一个比较大的困难。但是，我们相信，随着科技的发展，在不久的将来，这些美好的设想一定会实现！（来源：蝌蚪五线谱 责任编辑/墓乔）