冬天手怕冷却不想戴手套？美国陆军找到一种无需手套的保暖方法

每当冬天来临，零下几度甚至零下几十度的气温总是给人带来不便，特别是对于住在北方的人来说。现在人们使用手机的频率越来越高，冬天戴着手套翻看手机或者发送短信总是很不方便，但是这算不了什么，冰天雪地里的士兵们带着厚手套装填弹药会更加困难。

美国陆军环境医学研究所（USARIEM）是一个在特殊严苛环境下致力于士兵身心健康的研究机构。他们此前一直了解冬天士兵手冷不便的问题，所以在过去几年中他们一直在寻找解决方案。现在他们终于设计出了一款新产品。这款新产品可以让你完全不用带手套，这不是魔术！而是科学，它采用加热前臂的方式以增加指尖血液循环。

该项目的首席研究员约翰卡斯泰拉尼是一名生理学研究专家，也是一位应对寒冷天气方的专家。他在该研究所的大部分工作都和寒冷天气下的士兵表现和减少伤害有关。他在过去所听到的最大抱怨之一就是在室外或者野外冬天做事手指会冻得僵硬。

卡斯泰拉尼说：“任何试图在寒冷中用手和手指做任何事情的人都知道，如果戴上手套操作很困难，因为这样会降低50％至80％的敏捷度。虽然脱掉手套似乎会有所帮助，但随后手会变得非常冰冷，并且由于手指的血液流动不足而无法正常工作。”

士兵们目前用来保暖的最先进技术与其他任何职业相同：一般手套或连指手套。但是这对于那些正在装载弹药，搬运设备以及治疗受伤人员的军队来说，这并不够，因为手套对动作的限制太大，让他们无法顺利完成这些任务。

卡斯泰拉尼自1995年以来一直与美国陆军环境医学研究所合作研究寒冷天气。他解释说，我们的手指在寒冷中会变得僵硬，是因为恶劣的天气条件直接影响滑膜液，也就是关节液，这种液体填充于两个骨骼之间的空腔，并起到润滑剂的作用。人体组织温度的下降会影响手的力量，力量，活动能力和神经传导。

但是最大的问题是血液缺乏流动。来自心脏的温暖血液使手和手指保持温暖。保持双手温暖的一种方法是通过剧烈运动；即使在寒冷的情况下，锻炼也会提高核心温度，因此温暖的血液才可以使双手保持温暖。跑步者在寒冷中可以充分体验到这一点。他们开始会戴手套，但最终在锻炼过程中随着身体发热而脱下手套。

2018年卡斯泰拉尼和他的团队进行了一项研究，表明对手指以上的身体部位加热保温可以改善血液循环，这些部位包括前臂以及脸部，会从而提高参与者手指的温度。

在马萨诸塞州纳蒂克的实验室里，卡斯泰拉尼的团队在8名受试者身上放置了类似于电热垫的前臂和面部加热装置。在一个特殊的可以模拟寒冷环境的房间里，这里的温度正好是零摄氏度，参与者们保持久坐不动。在这种情况下，他们的手指平均温度在10到11摄氏度之间。但是一旦加热装置安好启动，卡斯特拉尼和他的团队发现手指的平均温度上升了大约3摄氏度。

研究人员希望手指所能达到的温度是摄氏15度，这是一个手指皮肤温度的断点。现在三度的升温可以将手指敏捷度提高了约50％，这个设计可以说是一个良好的开端。

在提出设备概念的同时，卡斯特拉尼说，他特别专注于降低维持较高手指温度的功率要求。80多年来科学家一直在开发针对人体各个部位的寒冷天气技术，但这种技术在实际操作中并不实用。要佩戴任何这样的装备，士兵们必须携带沉重的电源以及其他负载。

所以USARIEM的研究人员这次想要创造一种小而不显眼的东西。研究人员的目标是前臂加热，所以要设计的装置基本上只是加热手附近的组织。在此之前他们甚至在脸上尝试贴了热敷贴，因为生理学上说，面部降温会导致供应手脚的血管收缩。但是他们的实验表明并非如此，加热脸部可能会欺骗身体，让身体认为需要把那里的血液和热量转移到到别处以便进行散热。

因此最终的装置将仅涉及加热前臂。现在已经证明了科学原理，工程师正在研究把原型的最终迭代放在一起。卡斯泰拉尼说，现在说最终的产品会是什么样子还为时过早，尽管上面图示的版本看起来确实像绑在手臂上的加热垫。最大的挑战是如何在不损失热量到环境的前提下尽可能多地为手臂加热，所以必须在设计过程中要考虑到这一点。

至少要过几年我们才可能看到军队使用适合个人的灵巧的加热装置，但一旦它被推广制造，卡斯特拉尼预计民用版很快就会出现。因为有很多人会喜欢这样的产品，冬天在生产线上工作的工人、建筑工人、机械师、冬季运动员，在室外工作的人，还有手很冷的人。