外套毛毛领防风保暖背后的科学，这样穿更暖和

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寒冬街头，带毛毛领的外套总能凭软糯质感圈粉，不少人将其视作单纯的时尚装饰。但实际上，这圈看似不起眼的绒毛，是历经千年演化、融合材料学与空气动力学的御寒神器。今天，我们就从科学视角，拆解毛毛领防风保暖的原理。

保暖的核心是减少热量传递，导热系数就是衡量材料传导热量能力的物理量。

空气的导热系数通常较低，这使得静止的空气成为一种良好的隔热体。这也是为什么中空玻璃、羽绒服等多孔材料能够有效保温的原因，它们内部封存了大量静止的空气。

自然界早已给出了最优解，北极熊的毛发就是典型范例。这种毛发并非实心结构，而是中空且带有

“芯-壳”结构的纤维：

核心为多孔气凝胶状区域，外层是致密鞘层，内部充斥着无数微小空气囊，能有效阻止热量通过传导和对流散失。

受此启发，科学家研发出仿生气凝胶纤维，其编织物仅为羽绒服厚度的五分之一，却能实现同等保暖效果，相关研究成果发表于《Science》期刊[1]。

🔺仿生气凝胶纤维（图片来源[1]）

绒毛构筑的气流缓冲屏障

如果说材料学是“锁温”基础，那

空气动力学设计就是“防风”关键。

寒风对人体的侵袭，本质是高速气流带走皮肤表面的暖空气边界层，加速对流散热。

毛毛领的核心作用，就是通过扰乱气流、增厚暖空气边界层，削弱这种对流散热。

这一原理早在北极原住民的服饰中就得到应用。因纽特人的派克大衣毛领，历经数千年演化，形成了经典的“旭日式”构型（sunburst fur ruff）[2]：毛长分布不均，外层绒毛粗硬、内层绒毛细软，能精准调控气流。

🔺“旭日式”构型的毛毛领（图片来源[2]）

现代风洞实验证实，当寒风掠过毛领时，

不规则的绒毛会将气流分割成无数微小湍流，

原本高速流动的冷空气被打乱方向，流速大幅降低。此时，皮肤表面的暖空气边界层会被湍流“托住”，厚度显著增加，而热量传递速度与边界层厚度成反比，从而有效减少热量流失[2]。

🔺毛毛领防风示意图（图片来源[2]）

这些现象背后也有理论支持，德国物理学家普朗特（Ludwig Prandtl）1905年提出的

边界层理论，是理解毛领防风作用的核心。

当冷空气流经光滑表面（如无毛领帽檐）时，边界层较薄，热量易被带走；而毛领的绒毛形成了“表面粗糙度”，会推迟边界层分离，让暖空气边界层更稳定、更厚。

🔺铜制头模（图片来源[3]）

研究人员通过亚声速风洞实验，以铜制头模（内置加热元件、表面布设热电偶）模拟人体头部，测试无帽头部、纯织物风帽、军用毛领风帽、因纽特旭日式毛领风帽在30-90 km/h风速、不同偏航角下的面部传热特性。结果显示，

旭日式毛领通过增大结构直径、增厚空气边界层、推迟气流分离，热损失较仅头部降低6倍，是抗风保暖的最优方案

[3]

。

误区与科学穿法

毛领的穿戴方式也暗藏空气动力学智慧。有人习惯将毛领塞进衣服里，实则违背了设计逻辑。

毛领外翻时，绒毛能最大限度地接触气流，形成“缓冲带”；

若向内塞，不仅无法扰乱气流，还会压缩绒毛间隙，减少静止空气储存，保暖性下降。

所以，我们应避免毛领受压，绒毛蓬松度直接决定隔热效果，

长期挤压会导致纤维变形，锁温能力下降，

建议悬挂存放外套，避免折叠挤压毛领。其次，及时清理保养，

灰尘与湿气会破坏绒毛结构，

天然毛领可定期用专用洗剂清洁，保持油脂层完整；人造毛领则需避免高温烘干，防止纤维收缩。

不同场景下，毛领的调节技巧也不同：大风天气将毛领外翻至最大角度，利用粗硬绒毛破坏气流；极寒天气（-20℃以下），将毛领与围巾搭配，形成双层屏障；处于室内时，可解开帽绳，让毛领自然下垂，避免闷汗。

从北极原住民的毛皮服饰到现代高科技外套，毛毛领的防风保暖原理始终围绕“锁住静止空气、调控气流运动”两大核心。

这圈绒毛，既是材料学的精妙应用，也是空气动力学的生活化实践。

参考文献

[1]Wu, Mingrui et al. “Biomimetic, knittable aerogel fiber for thermal insulation textile.” Science (New York, N.Y.) vol. 382,6677 (2023): 1379-1383. doi:10.1126/science.adj8013

[2]https://graphics.chicagotribune.com/fur-lined-hoods-2021/blurb.html

[3]Cotel, Aline J., et al. "Effect of ancient Inuit fur parka ruffs on facial heat transfer." Climate Research 26 (2004): 77-84.

图片源自于网络，仅供科普参考