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你可能不知道：看似“小兒科”的 變色杯，其實(shí)和高大上的 航空服 用了同一種技術(shù)——微膠囊技術(shù)。

1、微膠囊就像一個(gè)“湯圓”

什么是微膠囊呢？簡單理解：微膠囊就是一種具有聚合物或無機(jī)物壁的微型容器，通過微膠囊造粒技術(shù)，可以將固體、液體或氣體包埋，封存成一顆固體的微型膠囊。

更簡而言之：微膠囊就是一個(gè)特殊殼子，里面包裹著特殊材料，就像下面這樣：

囊壁就是一種聚合物或無機(jī)物的容器；囊芯就是固體，液體，或者氣體的相變材料。

這種把囊芯包裹進(jìn)囊壁的技術(shù)，便叫做：微膠囊技術(shù)。

囊壁包裹著囊芯，像極了裹著餡兒的湯圓。

那么，這顆“湯圓”有多大？

實(shí)際上，這顆“湯圓”跟沙子一樣大小，從外表來看，并沒有什么特別之處：

2、像“湯圓餡”的相變材料

微膠囊看起來平平無奇，猶如一堆散沙，但它的運(yùn)用對于科學(xué)、生活而言，卻很廣泛，上到航空服，下到變色杯，醫(yī)藥、食品、輕工、化工、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，都能見到微膠囊的身影。

這主要是由于微膠囊中所包裹的“芯材”，類別多、應(yīng)用廣。

其中一部分“芯材”被稱之為：相變材料，即PCMs。

物質(zhì)從一種相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N相的過程，叫做相變。比如固體轉(zhuǎn)化成液體、液體轉(zhuǎn)化為氣體，這些現(xiàn)象都叫“相變”。

按照相變材料的科學(xué)屬性劃分，相變蓄熱材料一般可分為：無機(jī)水合鹽相變材料、有機(jī)相變蓄熱材料、復(fù)合相變蓄熱材料。

無機(jī)水合鹽相變材料具有比較大的溶解熱和固定的熔點(diǎn)，是中、低溫相變儲能材料。

有機(jī)相變儲熱材料是利用晶型之間的轉(zhuǎn)變和高分子支鏈在不同溫度下的轉(zhuǎn)變來進(jìn)行吸熱或放熱，比如石蠟、酯酸類和高分子化合物。

復(fù)合相變蓄熱材料是一種利用無機(jī)物作為網(wǎng)絡(luò)狀基質(zhì)以維持材料的形狀、力學(xué)性能，而有機(jī)物作為相變材料嵌在無機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)里面，這樣通過有機(jī)物的相變來吸收和釋放能量；另一種纖維復(fù)合蓄熱材料，它是將導(dǎo)熱纖維制成蓬松團(tuán)置入金屬容易或模腔中，并加入相變蓄熱材料制成的復(fù)合材料。

盡管這些相變材料的類型各有不同，但有一個(gè)共同點(diǎn)就是：他們可以實(shí)現(xiàn)調(diào)溫功能。當(dāng)這些材料處于一定溫度范圍內(nèi)時(shí)，會發(fā)生吸熱或放熱反應(yīng)。而溫變和光變，都可以觸發(fā)這一反應(yīng)。

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3、相變微膠囊如何應(yīng)用于航空服？

20世紀(jì)30年代，當(dāng)時(shí)美國人Wurs-ter用物理方法制備了微膠囊；

20世紀(jì)40年代末，他又首先采用空氣懸浮法制得了微膠囊，并成功地運(yùn)用到藥物方面；

20世紀(jì)70年代末80年代初，美國國家航空與航天局（NASA)研究開發(fā)了微膠囊相變材料在熱調(diào)節(jié)防護(hù)服裝上的應(yīng)用技術(shù)。

原理就是：相變材料（PCMs）能夠在一種狹窄明確的溫度范圍內(nèi)改變其相態(tài)，以潛熱的形式吸收、貯存和釋放大量的熱量，并且在發(fā)生相變的同時(shí)，材料的溫度保持不變。

當(dāng)PCMs密封于直徑幾微米的微膠囊中得到M-PCMs，并應(yīng)用于服裝時(shí)，在微膠囊內(nèi)密封的PCMs材料可以對外界溫度的變化產(chǎn)生交互感應(yīng)或響應(yīng)，因此可減緩溫度的變化，有助于保持恒定的皮膚溫度。

應(yīng)用了相變微膠囊的航空服完美地實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)溫度的作用，而且在這個(gè)過程中，航空服本身的溫度不變。

4、相變微膠囊如何應(yīng)用于變色杯子？

如今，相變微膠囊逐漸從高大上的醫(yī)藥、航天領(lǐng)域，擴(kuò)展到和人們息息相關(guān)的生活中。變色的杯子和衣服，就是一個(gè)很好的例子。

變色杯之所以變色，原理就是杯子的涂料中，加入了相變微膠囊。它由隱色色劑、顯色劑和曾敏劑（減敏計(jì)）組成。當(dāng)溫度變化時(shí)，曾敏劑（減敏計(jì)）改變了固液狀態(tài)，使顯色劑和隱色色劑可以自由交換或停止交換電子，微膠囊就會變色。

而倒入熱水，正是觸發(fā)溫度變化的方式。

在新技術(shù)日新月異的洪流中，相變微膠囊的應(yīng)用，逐步從高大上的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入了人們的生活，如果某一天，街道上行走著隨時(shí)“變色”的人，你也不必驚訝，因?yàn)樗苡锌赡芡可狭撕邢嘧兾⒛z囊的防曬霜。

我們期待，科學(xué)的應(yīng)用能真正走進(jìn)人們的生活！