Ảnh hưởng của nhiệt độ bề mặt bằng thép không gỉ đối với sự thoải mái của xúc giác trong mùa đông từ độ dẫn nhiệt và động lực truyền nhiệt của nó với da người. Đây là một sự cố khoa học:
Độ dẫn nhiệt và truyền nhiệt
Thép không gỉ có độ dẫn nhiệt cao (~ 15 W/m · K), gây ra sự trao đổi nhiệt nhanh chóng với môi trường. Trong mùa đông lạnh, bề mặt tay cầm nhanh chóng cân bằng với nhiệt độ môi trường (ví dụ: ≤0 ° C ngoài trời), tạo ra độ dốc nhiệt độ dốc khi chạm vào. Da (≈32 ° C) mất nhiệt cho kim loại với tốc độ 5 nhiệt10 × nhanh hơn so với các vật liệu như gỗ hoặc nhựa, gây ra cảm giác "sốc lạnh" dữ dội.
Phản ứng thần kinh
Bộ điều nhiệt lạnh (kênh ion TRPM8) trong da kích hoạt ở <30 ° C. Các kích hoạt làm mát nhanh chóng của thép không gỉ bị bắn kéo dài các thụ thể này, dẫn đến sự khó chịu hoặc ngưỡng đau trong vòng vài giây. Điều này tương phản với các vật liệu có độ dẫn thấp (ví dụ: silicone hoặc thủy tinh được phủ), trong đó mất nhiệt chậm hơn làm trì hoãn kích hoạt của chất độc.
Rủi ro về độ ẩm và sương giá
Sự ngưng tụ hoặc hình thành sương giá trên bề mặt thép không gỉ lạnh làm tăng độ lạnh cảm nhận. Độ dẫn nhiệt cao của nước (0,6 W/m · K) làm trầm trọng thêm sự mất nhiệt, trong khi độ bám dính của băng có thể tạo ra cảm giác dính dính, làm khuếch đại sự khó chịu.
Chiến lược giảm thiểu
Các giống lai vật liệu: Kết hợp thép không gỉ với vật liệu cách điện (ví dụ: tay áo silicon hoặc lớp phủ nhiệt dẻo) làm giảm tiếp xúc trực tiếp với da và làm chậm sự truyền nhiệt.
Phương pháp xử lý bề mặt: Hoàn thiện kết cấu (ví dụ: bề mặt được làm nổ hạt hoặc được phủ nano) giảm thiểu khu vực tiếp xúc, giảm độ dẫn nhiệt hiệu quả.
Thiết kế công thái học: Tay cầm cong với các điểm tiếp xúc giảm (ví dụ, tay cầm D) phân phối áp suất, hạn chế mất nhiệt cục bộ.
Đối với các ứng dụng đòi hỏi cả độ bền và sự thoải mái của mùa đông, hãy xem xét các thiết kế tay cầm cửa kính tắm với các cửa sổ nhiệt tích hợp hoặc hệ thống xử lý cửa kính phòng tắm có các lõi composite có độ dẫn thấp. Các biến thể cửa bằng thép không gỉ có lõi cách nhiệt hoặc cửa tắm bằng kính Tùy chọn sử dụng thủy tinh nhiều lớp với các lớp xen kẽ polymer cũng cân bằng thẩm mỹ và ấm áp xúc giác.