1980年美國國家航太中心為改善太空服的熱性能，曾將相變化材料以微膠囊形態安置於紡織結構中，以使太空人可有效對抗極端的溫度變化，雖然此計畫並未如預期成果，但後續發展卻值得吾人注意，如將相變化材料加入纖維或塗佈於織物中，應用產品以滑雪衣、手套、襪子、毛衣、靴子和鞋子等為主。
相變化材料的效能
相變化材料在相轉化過程中，因吸收周圍能量而使溫度持續增加到融點為止，此材料也由固態轉變成液態，若再加熱，則相變化材料的溫度將再繼續上升，但整個過程相變化材料與周圍溫度均保持常數關係。相變化材料通常在相變化過程吸收大量的潛伏熱，並在冷卻過程達到結晶溫度，以釋放潛伏熱，因此，該材料由液態變成固態時的溫度常保持一定。相變化結束後，繼續冷卻亦可使溫度繼續下降。
為了解相變化材料對加熱時的實際吸收能量，我們以水為例子說明其功效：冰溶解成水的潛伏熱約335焦耳／克，水加熱升溫每度所吸收的熱約4焦耳／克，所以冰轉為水的相變化熱能約為水加熱升溫熱能的100倍。近年來科學家已發現超過500種以上的相變化材料，但這些材料產生相變化溫度的區間與熱儲存能力均不同。
具有不同鏈長的碳水化合物，其相變化溫度非常接近人體肌膚溫度，唯此碳水化合物的純度須達95 %以上或互相摻合，才能達到特定的溫度區間。一般而言，液體狀態的相變化材料係以膠囊為載體，該膠囊的直徑約1～10 μm，其用途在於對抗磨損、剪力、壓力等機械力或熱、化學侵蝕等環境作用力。
相變化材料的織物加工
紡織應用相變化材料技術不外乎纖維包覆、織物塗佈或分散於發泡體中。在纖維包覆方面，係利用濕式紡絲技術將相變化材料置放於亞克力纖維中，使得該纖維具有永久的相變化功能；在塗佈方面，相變化材料係以微膠囊形態嵌入樹脂內，再塗佈於織物或發泡體上；在發泡方面，相變化材料微膠囊則以混入方式形成分散體，再經由乾燥過程將水份蒸發出來，而此材料通常被安置於織物旳夾層結構中。
相變化材料的熱效應
對紡織品而言，含相變化材料的織物結構具有以下特點：
˙冷卻效應：如吸收身體熱量等。
˙絕緣效應：相變化材料因放熱而形成熱障，可降低人體熱能釋放，以防止人體熱能流失，唯相變化材料將熱排入織物，亦將形成良好的絕緣效果。
˙調節效應：溫度變化導致相變化材料產生吸熱或放熱反應，可有效調節身體溫度，使其變化率近乎常數。
相變化材料的功能和持久性均由熱容量所決定，所以應用此類材料需先了解熱效應，再尋找符合應用效益的相變化溫度。此外，織物結構也會影響相變化效果，如：薄而密的織物可迅速達到降溫效果，厚而虛的織物則易達到絕緣效果，至於熱調節功能則須選擇較佳組合的熱容量、織物厚度與密度。
熱效應檢測
量測織物熱容量與相變化溫度可利用熱微差掃瞄卡計，至於熱容量轉變成絕緣時間則可使用動態熱轉移測試法，此測試法亦被用於量測相變化材料因吸熱所造成的冷卻效果。此外，最近亦發展一種可測試溫度變化的新檢測儀器，該儀器可測試相變化材料在各種溫度變化，並可進行溫度設定，以模擬人體皮膚溫度，該儀器亦可應用於單一織物結構或多層織物結構的溫度變化檢測。
醫學上的應用
近年來諸多醫療性紡織品亦使用相變化材料，如：外科手術服、病床用紡織品、急診用紡織品等，其中：外科手術服因長時間穿著，所以材質的設計主要在避免細菌所產生的滲透或擴散作用，此類紡織品的穿著性較差，但適當地運用塗佈相變化材料，可得到良好的改善效果，如吸熱或放熱作用對體溫的調節效能等；在床罩、床單和毯子等病床用紡織品方面，相變化材料除改善舒適性外，主要仍在調節病人體溫；此外，急診用紡織品應是未來相變化材料較具發展潛力的產品，其發展重點偏重於開發持續性及緊急冷卻性等功能，用以消除病人手術後所產生的熱效應。
由於相變化材料具有持續保溫的功能，因此權充絕緣材料應是另一個可考慮的應用市場。雖然相變化材料具有諸多醫療性紡織品的應用優勢，但仍應注意許多實質上的需求，如：耐洗滌、不被液體或微粒雜質穿透、抗靜電、超低過敏性及抗菌性等。
結論
雖然相變化材料仍有諸多功能尚待發覺或研究改良，但其所具有的熱效應已逐漸受到研究界所重視，如紡織業對生理舒適性之應用等，預計未來此類研究將持續擴展，也將帶動產業界積極進行產品開發，諸如以往，一種新素材的發現或創新，往往帶動諸多科技技術的興起或發展，同樣的，我們也期待相變化材料能為紡織業界開創另一新興領域。
資料來源:
TNET