撰文 | Ziv
审校 | 阿娴
截止到11月13日，广州的夏天已经持续了235天，打破了1961年以来最长夏天的纪录。最近，随着冷空气的到来，广州终于有了一点要入秋的意思，人们掏出了长袖，可以让T恤短裤歇一歇了。
广州的人刚刚穿上长衣长裤，生活在北方的人已经从衣柜深处翻出毛衣，在寒流来袭时赶紧套上，裹在厚实的针织毛线里感叹一句“它可真是冬天里的好朋友”。同时也忍不住会想——
为啥毛衣这么暖和？
保暖的材料
现在有由各种各样的材料织成的毛衣，但最原始、最纯正的毛衣当然是由羊毛织的。 羊毛本身就是一种隔热性非常好的材料，这得益于它的结构。
让我们来把一根羊毛放大、放大，再放大，看一看它里面是什么样的。
羊毛的内部结构（图片来源：CSIRO, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons）
羊毛纤维的最外面好像由一层鳞片覆盖着，这层被称为鳞片层，由片状的角质形成细胞（又称角朊细胞）组成。它们像屋顶的瓦片一样重叠着，当你沿着一个方向摩擦羊毛时，会感觉明显比另一个方向摩擦力更大。这样有助于羊毛排出污垢，当羊毛纤维以和“瓦片”相反的方向缠绕在一起时，羊毛就会毡化。羊毛不怕少量水沾湿，鳞片层功不可没。
有时我们会感觉穿上毛衣很痒，如果不是因为过敏，那罪魁祸首可能是鳞片层。粗羊毛的鳞片层细胞重叠的面积比较小，可以想象它们的小鳞片是微微“炸开”的，没有那么顺滑，所以会让人发痒。细一些的羊毛可以避免这个问题，但这类毛衣一般比较贵，也可以尝试混纺材料。
电子显微镜下的羊毛（图片来源：CSIRO, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons）
鳞片层的里面是皮质层，占羊毛纤维的90%，这一层决定着羊毛的强度、弹性、吸湿性等性质，正是这一层细胞的性质，使羊毛纤维能够卷曲起来，捕获空气，提供隔热性能。
皮质层由两类细胞组成，一类是排列紧密的正皮质细胞，一类是中心为髓质空腔的副皮质细胞。髓质空腔由松散的、形状不规则的角质形成细胞组成，细胞之间充满空气。但并不是所有羊毛都有这一层，细羊毛没有髓质层。
髓质空腔可以将空气包裹在羊毛纤维内，阻隔外界冷空气渗入，还能防止羊毛内热气排出，让羊毛成了天然保温层。
羊毛纤维中空的结构还能吸收一些空气中的水分，当身体出汗时，水蒸气会被羊毛纤维吸收。一些地区冬天又湿又冷，羊毛的这种特性就很实用，让人能躲避冬天的“魔法攻击”。
保暖的针织方法
最早的针织技术起源于哪里已经不可考，有资料显示阿拉伯地区或古巴比伦是针织技术的源头。 英国一家博物馆收藏了一双来自埃及的袜子，时间大概是公元3~5世纪，这可能是最早的针织品之一。
（图片来源：Victoria and Albert Museum, London）
人们将几根纤维合成一股，做成毛线，两根毛衣针上下翻飞，就织出了能保暖的衣物。粗毛线织出的衣服更暖和，用双层编织或加密编织的方法织出的毛衣保温性会更好。
前一阵瑞幸联名的“费尔岛”正是一种保暖性极佳的毛衣的产地，现在，“费尔岛”已经变成了一种毛衣风格。费尔岛毛衣采用了彩色提花编制方法，传统的费尔岛图案只有5种左右的颜色，每行只使用2种颜色。因为编织时交替使用两股毛线，所以织出的毛衣更厚实。
设得兰博物馆收藏的费尔岛针织品。（图片来源：Julian Paren, CC BY-SA 2.0, via Wikimedia Commons）
羊毛大变身
很早就有游牧民族用牛羊的毛制成毡房，一些现代建筑也从中汲取了灵感。
在阿根廷有一座名为Casa La Escocesa的建筑，特色是用羊毛制成了隔热层，为了降低火灾隐患，它的外层用金属包了起来。
（图片来源：dezeen.com）
这栋房屋由DUB Arquitectura工作室设计，在选择建筑材料时，设计师考虑了维护成本低，甚至免维护的方案。
用来制作隔热层的羊毛来自当地的废弃羊毛。据称，阿根廷布宜诺斯艾利斯每年有4000吨羊毛被丢弃。房屋周围隔热层的厚度各不相同，取决于太阳的方向。
还有建筑学家彻底打破了“坚硬的建筑”的传统模式，尝试用针织复合材料直接与钢结构相连，搭建起“流动”的建筑。这些建筑具有一定承载力，还具有重量轻、结构稳定的特点。
东南大学科研人员设计的由针织复合材料制成的亭子（图片来源：参考资料[6]）
羊毛和其他织物多孔的特性，让它们可以被用作建筑中的吸声材料。而荷兰设计师开发了一种机器人Wobot，可以像3D打印机一样用羊毛构建三维物体。
甚至有人设计了一种可持续骨灰盒，将这种羊毛容器放在土壤中，几个月后就可以分解。设计师说：“不管是干燥还是潮湿的环境，羊毛都具有能为人们保暖的特性。”他希望借此给死者家属带来温暖和安慰。“最终一切都将百分百回归大地。”
（图片来源：dezeen.com）
参考资料：
[1]https://libknowledge.nmns.edu.tw/nmns/lib/PDF/92/193/7.pdf
[2]http://www.chinafiber.cn/mProducts/yangmaoxianwei.html
[3]https://www.sciencefriday.com/educational-resources/science-of-sweaters/
[4]https://www.vam.ac.uk/articles/the-history-of-hand-knitting
[5]https://www.dezeen.com/2023/11/27/innovative-wool-design-products/
[6]Yige Liu, Hao Hua, Biao Li,Exploration and design of knitted composites for architectural application: The MeiTing project,Frontiers of Architectural Research,Volume 11, Issue 4,2022,Pages 594-608,ISSN 2095-2635,https://doi.org/10.1016/j.foar.2022.01.004.
[7]https://www.dezeen.com/2022/06/24/ocke-urn-claesson-koivisto-rune-systrarna-ocklind/
原创文章版权归微信公众号
“把科学带回家”所有
转载请联系：bd@wanwuweb.com
凡本公众号转载、引用的文章 、图片、音频、视频文件等资料的版权归版权所有人所有，因此产生相关后果，由版权所有人、原始发布者和内容提供者承担，如有侵权请联系删除。
▲ 关注我们，点亮在看，分享一下