2026年2月，冬奧會(huì)與冬殘奧會(huì)再次如約而至。本屆賽事在意大利的米蘭與科蒂納丹佩佐拉開帷幕。根據(jù)氣象預(yù)測(cè)，賽場(chǎng)氣溫預(yù)計(jì)將徘徊在1攝氏度至10攝氏度之間。

對(duì)于山區(qū)冬日而言，這樣的溫度似乎比預(yù)想中更為溫和。這種微妙的氣候條件卻帶來了一場(chǎng)復(fù)雜的博弈：運(yùn)動(dòng)員不僅需要針對(duì)變暖的雪況調(diào)整裝備，還必須直面足以影響生理機(jī)能的寒冷挑戰(zhàn)。

作為生物人類學(xué)家與材料科學(xué)家，我們長期關(guān)注人體在不同環(huán)境下的應(yīng)激反應(yīng)，以及如何通過材料革新提升競(jìng)技表現(xiàn)并應(yīng)對(duì)健康挑戰(zhàn)。在意大利的冰雪賽場(chǎng)上，生理機(jī)能與尖端科技的結(jié)合將成為運(yùn)動(dòng)員沖擊巔峰的關(guān)鍵。

參與戶外賽事的運(yùn)動(dòng)員對(duì)寒冷及多變的天氣早已習(xí)以為常，這本身就是競(jìng)技的一部分。盡管今年極寒天氣出現(xiàn)的概率較低，但戶外環(huán)境對(duì)競(jìng)技狀態(tài)的影響依然不可小覷。

脫水是寒冷環(huán)境下極易被忽視的隱形威脅，因?yàn)槿梭w在低溫下的出汗感并不明顯。 實(shí)際上，寒冷往往伴隨著較低的相對(duì)濕度，這種干燥的空氣迫使身體消耗更多水分來加濕吸入的空氣，以保護(hù)脆弱的肺部。對(duì)于在比賽中劇烈喘息的運(yùn)動(dòng)員而言，這種方式導(dǎo)致的水分流失遠(yuǎn)超溫和環(huán)境。

人體為了維持核心體溫，會(huì)發(fā)生血管收縮。雖然這種機(jī)制減少了向冷空氣散失的熱量，但會(huì)導(dǎo)致循環(huán)系統(tǒng)中的大量液體被推向腎臟，進(jìn)而增加排尿頻率。

雖然出汗強(qiáng)度不及高溫環(huán)境，但運(yùn)動(dòng)員在保護(hù)性著裝下的排汗依然客觀存在。 身體產(chǎn)生的高熱量與多層服裝之間形成了一個(gè)高溫、潮濕的微環(huán)境。

這個(gè)微空間不僅是水分流失的溫床，更可能在分輪次的比賽中演變成安全隱患。以滑雪或單板滑雪為例，運(yùn)動(dòng)員在第一輪沖刺后往往汗流浹背，隨后便進(jìn)入漫長的等待。此時(shí)，潮濕的汗水層會(huì)加速體溫散失，顯著提高凍傷或失溫的風(fēng)險(xiǎn)。

抵御嚴(yán)寒的核心邏輯在于材料的選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

現(xiàn)代功能性服飾普遍采用“三層穿搭法”，旨在通過系統(tǒng)化的邏輯實(shí)現(xiàn)保暖、干爽與舒適的平衡。第一層是貼身層，通常由尼龍等排汗合成纖維或羊毛等天然纖維組成，負(fù)責(zé)迅速導(dǎo)離皮膚表面的水分。

第二層是保暖層，其材質(zhì)多為多孔結(jié)構(gòu)，如羽絨或抓絨。這種結(jié)構(gòu)能有效鎖住身體產(chǎn)生的熱空氣，延緩熱量的流失速度。

第三層則是外層保護(hù)層，必須在防水防風(fēng)的同時(shí)具備透氣性，既要阻擋外界風(fēng)雨侵入，又要確保內(nèi)部濕氣排出。輕便耐用的聚酯纖維和丙烯酸纖維是這一層的理想選擇。

運(yùn)動(dòng)員的裝備可以根據(jù)特定的競(jìng)技需求進(jìn)行高度定制。 例如，材料工程師通過在尼龍等合成纖維表面添加特定涂層，賦予其防風(fēng)防水的特殊性能。

這些合成纖維與涂層在本質(zhì)上大多屬于聚合物。聚合物是由長鏈分子組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，既有石油基的聚乙烯、聚酯或聚四氟乙烯，也有天然存在的形式。事實(shí)上，人類體內(nèi)的蛋白質(zhì)和脫氧核糖核酸本質(zhì)上也是聚合物的一種。 此外，內(nèi)置電池驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)加熱夾克也已成為備選方案。

智能材料的介入

在科技前沿，一類被稱為“相變材料”的智能材料正引起關(guān)注。它們由聚合物與復(fù)合材料構(gòu)成，能夠根據(jù)身體狀態(tài)被動(dòng)調(diào)節(jié)體溫。當(dāng)體溫過高時(shí)，這些材料會(huì)自動(dòng)吸收多余熱量；當(dāng)體溫下降時(shí)，則會(huì)重新釋放熱量。

這種能量的吸放是通過材料在固態(tài)與液態(tài)之間的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的，能夠精準(zhǔn)響應(yīng)人體的自然信號(hào)。相變材料的核心意義不在于單純的加熱，而在于維持溫度的動(dòng)態(tài)平衡。

盡管這種技術(shù)尚未在運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技裝備中全面普及，但美國國家航空航天局早已對(duì)其進(jìn)行了長期實(shí)驗(yàn)。 目前，這種技術(shù)已廣泛應(yīng)用于床品和毛巾等民用涼感織物中，防止人體在睡眠或運(yùn)動(dòng)中過熱。

嚴(yán)寒中的風(fēng)險(xiǎn)并不僅僅針對(duì)運(yùn)動(dòng)員。當(dāng)大多數(shù)觀眾通過室內(nèi)供暖設(shè)備觀看比賽時(shí)，仍有成千上萬的現(xiàn)場(chǎng)觀眾和保障人員暴露在戶外。與運(yùn)動(dòng)員不同，這些人員缺乏運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的高代謝熱量，因此面臨更高的寒冷損傷風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于計(jì)劃現(xiàn)場(chǎng)觀賽或工作的人員，建議補(bǔ)充比平時(shí)更多的水分，并合理安排如廁時(shí)間。采用多層穿搭以便隨時(shí)增減，并特別注意保護(hù)手、腳和鼻子等血液循環(huán)末梢。

寒冷會(huì)引發(fā)一系列代謝反應(yīng)。例如，身體會(huì)通過肌肉微顫產(chǎn)生的震顫產(chǎn)熱來維持溫度。此外，體內(nèi)的棕色脂肪組織也會(huì)被激活，直接消耗能量以產(chǎn)生熱量。

這些生理過程會(huì)消耗額外的熱量，因此在寒冷環(huán)境下，饑餓感會(huì)來得更加迅猛。 無論是去洗手間還是去尋找食物，都是緩解寒冷、溫暖手腳的絕佳機(jī)會(huì)。

我們往往視奧運(yùn)選手為挑戰(zhàn)自然的超人，但實(shí)際上，他們同樣受限于生物本能。正是人類自身的生理調(diào)節(jié)機(jī)制與材料科學(xué)的飛躍，共同支撐著這些精英運(yùn)動(dòng)員在冰天雪地中保持體溫，跨越人類極限。