撰文 | Ziv
審校 | 阿嫻
截止到11月13日，廣州的夏天已經持續了235天，打破了1961年以來最長夏天的紀錄。最近，隨著冷空氣的到來，廣州終於有了一點要入秋的意思，人們掏出了長袖，可以讓T恤短褲歇一歇了。
廣州的人剛剛穿上長衣長褲，生活在北方的人已經從衣櫃深處翻出毛衣，在寒流來襲時趕緊套上，裹在厚實的針織毛線裡感嘆一句“它可真是冬天裡的好朋友”。同時也忍不住會想——
為啥毛衣這麼暖和？
保暖的材料
現在有由各種各樣的材料織成的毛衣，但最原始、最純正的毛衣當然是由羊毛織的。 羊毛本身就是一種隔熱性非常好的材料，這得益於它的結構。
讓我們來把一根羊毛放大、放大，再放大，看一看它裡面是什麼樣的。
羊毛的內部結構（圖片來源：CSIRO, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons）
羊毛纖維的最外面好像由一層鱗片覆蓋著，這層被稱為鱗片層，由片狀的角質形成細胞（又稱角朊細胞）組成。它們像屋頂的瓦片一樣重疊著，當你沿著一個方向摩擦羊毛時，會感覺明顯比另一個方向摩擦力更大。這樣有助於羊毛排出汙垢，當羊毛纖維以和“瓦片”相反的方向纏繞在一起時，羊毛就會氈化。羊毛不怕少量水沾溼，鱗片層功不可沒。
有時我們會感覺穿上毛衣很癢，如果不是因為過敏，那罪魁禍首可能是鱗片層。粗羊毛的鱗片層細胞重疊的面積比較小，可以想象它們的小鱗片是微微“炸開”的，沒有那麼順滑，所以會讓人發癢。細一些的羊毛可以避免這個問題，但這類毛衣一般比較貴，也可以嘗試混紡材料。
電子顯微鏡下的羊毛（圖片來源：CSIRO, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons）
鱗片層的裡面是皮質層，佔羊毛纖維的90%，這一層決定著羊毛的強度、彈性、吸溼性等性質，正是這一層細胞的性質，使羊毛纖維能夠捲曲起來，捕獲空氣，提供隔熱效能。
皮質層由兩類細胞組成，一類是排列緊密的正皮質細胞，一類是中心為髓質空腔的副皮質細胞。髓質空腔由鬆散的、形狀不規則的角質形成細胞組成，細胞之間充滿空氣。但並不是所有羊毛都有這一層，細羊毛沒有髓質層。
髓質空腔可以將空氣包裹在羊毛纖維內，阻隔外界冷空氣滲入，還能防止羊毛內熱氣排出，讓羊毛成了天然保溫層。
羊毛纖維中空的結構還能吸收一些空氣中的水分，當身體出汗時，水蒸氣會被羊毛纖維吸收。一些地區冬天又溼又冷，羊毛的這種特性就很實用，讓人能躲避冬天的“魔法攻擊”。
保暖的針織方法
最早的針織技術起源於哪裡已經不可考，有資料顯示阿拉伯地區或古巴比倫是針織技術的源頭。 英國一家博物館收藏了一雙來自埃及的襪子，時間大概是公元3~5世紀，這可能是最早的針織品之一。
（圖片來源：Victoria and Albert Museum, London）
人們將幾根纖維合成一股，做成毛線，兩根毛衣針上下翻飛，就織出了能保暖的衣物。粗毛線織出的衣服更暖和，用雙層編織或加密編織的方法織出的毛衣保溫性會更好。
前一陣瑞幸聯名的“費爾島”正是一種保暖性極佳的毛衣的產地，現在，“費爾島”已經變成了一種毛衣風格。費爾島毛衣採用了彩色提花編制方法，傳統的費爾島圖案只有5種左右的顏色，每行只使用2種顏色。因為編織時交替使用兩股毛線，所以織出的毛衣更厚實。
設得蘭博物館收藏的費爾島針織品。（圖片來源：Julian Paren, CC BY-SA 2.0, via Wikimedia Commons）
羊毛大變身
很早就有遊牧民族用牛羊的毛製成氈房，一些現代建築也從中汲取了靈感。
在阿根廷有一座名為Casa La Escocesa的建築，特色是用羊毛製成了隔熱層，為了降低火災隱患，它的外層用金屬包了起來。
（圖片來源：dezeen.com）
這棟房屋由DUB Arquitectura工作室設計，在選擇建築材料時，設計師考慮了維護成本低，甚至免維護的方案。
用來製作隔熱層的羊毛來自當地的廢棄羊毛。據稱，阿根廷布宜諾斯艾利斯每年有4000噸羊毛被丟棄。房屋周圍隔熱層的厚度各不相同，取決於太陽的方向。
還有建築學家徹底打破了“堅硬的建築”的傳統模式，嘗試用針織複合材料直接與鋼結構相連，搭建起“流動”的建築。這些建築具有一定承載力，還具有重量輕、結構穩定的特點。
東南大學科研人員設計的由針織複合材料製成的亭子（圖片來源：參考資料[6]）
羊毛和其他織物多孔的特性，讓它們可以被用作建築中的吸聲材料。而荷蘭設計師開發了一種機器人Wobot，可以像3D印表機一樣用羊毛構建三維物體。
甚至有人設計了一種可持續骨灰盒，將這種羊毛容器放在土壤中，幾個月後就可以分解。設計師說：“不管是乾燥還是潮溼的環境，羊毛都具有能為人們保暖的特性。”他希望藉此給死者家屬帶來溫暖和安慰。“最終一切都將百分百迴歸大地。”
（圖片來源：dezeen.com）
參考資料：
[1]https://libknowledge.nmns.edu.tw/nmns/lib/PDF/92/193/7.pdf
[2]http://www.chinafiber.cn/mProducts/yangmaoxianwei.
[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/
原創文章版權歸微信公眾號“把科學帶回家”所有
轉載請聯絡：[email protected]
凡本公眾號轉載、引用的文章 、圖片、音訊、影片檔案等資料的版權歸版權所有人所有，因此產生相關後果，由版權所有人、原始釋出者和內容提供者承擔，如有侵權請聯絡刪除。
▲ 關注我們，點亮在看，分享一下
