基于宇航服技术的温度调节布料保持婴儿舒适

基于宇航服技术的温度调节布料保持婴儿舒适

Temperature-Regulating Fabrics Keep Babies Comfortable

美国国家航空航天局（NASA）最初为使宇航员在太空中保持舒适而开发的相变材料技术，目前已应用于帮助刚出生的婴儿保持舒适。

宇航服一般都可隔绝外部温度，其多层隔热材料一方面可保护宇航员不受太空极端温度的伤害，另一方面也可保持宇航员的体温。假如没有宇航服对宇航员的体温进行调节，宇航员很快就会感到不适。20世纪80年代，NASA研究出一种管理宇航服内热量的方法——使用相变材料（PCMs）。

像饮料中的冰块一样，相变材料在从固态转变为液态的相变过程中持续吸收热量，而当其处于温度更低的环境中时，其可从液态变为固态，同时释放热量。这一方法的关键是找到合适的相变材料，一是其比热容要比水高，热转换速度更快；二是其相变温度也要恰好为让人感到舒适的温度；此外，其还必须具备无毒和不易燃的特点。

1987年，NASA约翰逊航天中心授予三角研究和发展公司一项小企业创新研究（SBIR）计划合同，用于开展相变材料的研究试验。研究人员将这些相变材料包裹在微胶囊中，开发出一种被动液体冷却服，以代替以往宇航服使用的用水管制作的热交换器。此前，三角研究和发展公司曾获得了马歇尔空间飞行中心授予的2项SBIR计划合同，使用相变材料开发能源存储系统。1988年，三角研究和发展公司从约翰逊航天中心获得了另一项SBIR计划合同，将相变材料加入到合成纤维中，为宇航员的手套提供良好的绝热性能。

虽然相变材料并未在宇航服中广泛应用，但Gateway技术公司发现了其商业应用潜力，申请并获得了将相变材料添加到布料和纤维中的独家专利授权。Gateway技术公司现已更名为Outlast公司。该公司将含有相变材料微胶囊的纺织品销售给数百家企业，用于制造床上用品、运动服、外套、内衣、睡衣、睡袋，以及其它多种产品。这些转移应用案例刊登在《Spinoff》1997年度、2004年度、2009年度、2012年度，以及2013年度的报告中。

2007年，斯坦福大学的工商管理硕士Jane Chen及其同学组成的团队寻求开发一种婴儿保育箱，价格只需200美元，是当时传统保育箱价格的1%。他们偶然间发现了相变材料，并采用相变材料开发了一款婴儿保育箱的原型，还设立了非营利性组织——Embrace（拥抱），Jane Chen任首席执行官（CEO）。毕业以后，该研究团队搬到了印度班加罗尔，因为印度每年的早产儿最多。

自最终产品——“拥抱”保温袋成功开发以来，该产品已在缺乏现代医疗手段的14个发展中国家被用于成千上万名早产儿或其他低出生体重儿的治疗。

2012年，为了给人们提供更多的创新产品，该团队建立了一家营利性企业——拥抱创新公司。该公司位于旧金山，Kai Chan任营运副总裁，而Jane Chen从Embrace辞职后，就任拥抱创新公司的CEO。

Kai Chan说：“几年前，Jane Chen搬回旧金山湾区。她在那里的许多朋友都有了孩子。他们常常跟她抱怨，作为新手爸爸妈妈，他们无法确定婴儿什么时候太冷，什么时候太热。因此，Jane Chen决定研究一种解决办法。由于Jane Chen对相变材料已经非常熟悉，所以，她自然就想到利用相变材料开发使婴儿感到舒适的产品。当时，Outlast公司的用户正在稳定增长。Jane Chen发现了Outlast公司。”

2015年春天，通过众筹网站Kickstarter的活动，拥抱创新公司筹集了13万美元的资金，开始接受婴儿襁褓、睡袋和毯子等一系列产品的预定，这一系列产品被命名为“小莲花”。该系列产品均采用了Outlast公司的微胶囊化相变材料。这些产品可吸收或释放热量，以保证婴儿一直处于舒适的温度环境中。在这种舒适、稳定的温度环境中，婴儿可以更好地休息，其父母也可以更好地休息。目前，所有这些产品均可通过拥抱创新公司的网站进行预订。

一项非正式研究的结果显示，与市场上的同类产品相比，使用“小莲花”产品的11个婴儿中，有8个婴儿在5天内的睡眠时间平均延长了4个小时。同时，一项公开研究报告指出，婴儿的猝死与过热有着一定的联系，而“小莲花”产品则可降低这种风险。

“小莲花”系列产品包括用于3个月以内婴儿的襁褓，3～18个月婴儿使用的3种尺寸的睡袋，以及棉毯。所有的“小莲花”系列产品上都印有“触摸我们的未来”（Touch Our Futures）的图样。该图样由艺术家Drue Kataoka设计，由来自世界各地的受益于“拥抱”保温袋产品的母亲和婴儿的手印组成。襁褓的设计包含2条拉链，一条是侧拉链，能够使襁褓完全打开；另一条拉链位于底部，方便更换尿布。

Kai Chan说：“我们也采用了TOMS鞋的爱心捐赠模式，每售出一款‘小莲花’产品，我们就为发展中国家的一名婴儿提供一套婴儿保温袋。”她指出，拥抱创新公司与非营利性机构“拥抱”的基本宗旨是相同的，即：通过帮助挽救缺乏现代医疗手段的地区的早产儿来降低世界的婴儿死亡率。该公司还与其他非营利组织合作，共同捐赠“拥抱”保温袋。

“拥抱”保温袋中可拆卸的相变材料层可以用沸水或电加热器加热，将保温袋置于98℃的温度下保温6个小时即可重新使用。相变材料层是便携式的，且能够重复使用，成本低于200美元。

Kai Chan说：“我们采用NASA的相变材料技术不仅仅是为了让婴儿保持舒适，更是为了实现我们挽救世界上早产儿的心愿。拥抱创新公司的目标是救治100万名婴儿。” (唐 甜)