曬棉被為什麼會變蓬鬆？
― 塵蟎在陽光下並不會死
晴天把棉被拿出去曬，收回來時往往判若兩物，變得蓬鬆許多。常聽到的說法是「陽光把塵蟎曬死了」或「太陽讓纖維恢復了活力」，但這兩個都不是真正的主角。從棉被裡離開的，其實是你自己前一晚滲進去的水分。
早上掀開棉被，會發現身體壓過的地方扁塌塌的一片。就算用手拍，也很難馬上恢復原狀。
把它拿到陽台曬幾個小時後收進來，拿起來的那一瞬間會感覺變輕了，厚度也回來了。
明明是同一床棉被，曬之前和曬之後差這麼多。太陽到底對棉被做了什麼？
決定蓬鬆度的，是這兩件事
據說人一個晚上大約會流一杯水的汗。這些汗大部分會移轉到棉被裡，停留在棉花或羽絨的縫隙中。水很重，會把纖維黏在一起，妨礙蓬鬆。
棉被厚度的真面目，不是纖維本身，而是纖維所包裹住的空氣。水分一旦抽離，纖維就能自由彎曲,靠自身的彈力恢復原本的形狀。
換句話說，「蓬鬆感」不是陽光新賦予的東西。只是移除了水這個重物,讓棉被回到原本就有的形狀而已。那麼常聽到的「曬太陽殺塵蟎」又是怎麼回事呢？這點稍後會詳細說明。
蓬鬆的真面目不是纖維，而是空氣
不管是蓋被還是墊被，體積裡大部分都是空氣。棉花或羽絨是由細小的纖維互相纏繞形成縫隙，把空氣封在裡面。正因為這些空氣不會流動，熱才不容易散失，才會感覺溫暖。
但水一旦滲入，情況就不同了。水會鑽進細小的縫隙，靠表面張力把纖維互相拉近。這就跟濕頭髮會黏成一束一樣，同樣的事情在棉被裡也發生了。請看圖1左側，纖維被壓扁，空氣的「房間」變小了。
拿去曬太陽後，棉被的溫度會上升，變熱的水就會化成氣體離開。這麼一來，原本把纖維拉在一起的力量就消失了，纖維就像圖1右側那樣站起來。厚度恢復，就是在這一瞬間發生的。
「曬太陽殺塵蟎」到底有幾分真？
住在棉被裡的塵蟎，主要是一種叫做「粉塵蟎」的近親。牠們以人的皮屑、皮脂為食，留下引起搔癢或打噴嚏的物質。一般認為，這種塵蟎在超過50℃左右的環境中持續一段時間就會死亡。
問題是這個溫度能傳到棉被的哪個深度。就算是晴天，能達到高溫的通常只有朝向太陽的表面。內部或背面，往往只比外部氣溫再高一點而已。
而且塵蟎會移動。牠們只要從變熱的一面，逃到涼快的背面或更深處就好。就像圖2那樣，棉被裡一定會留下「逃生空間」。因此曬太陽並不能大幅減少塵蟎的數量本身。
不過這不代表沒有效果。據說塵蟎在潮濕的地方容易繁殖。曬太陽把水分抽掉，等於是在打造一個不利繁殖的環境。與其說是直接消滅，不如說是讓牠們住得不舒服，這樣理解比較貼近事實。
有一種方法是把棉被套進黑色大袋子裡再拿去曬。黑色表面很會吸收陽光，溫度容易升高，袋子裡的空氣也會被封住。不只表面，連內部溫度都比較容易上升，因此水分會比直接曬更容易散去。
用力拍打會把纖維打斷，變成細小的粉末留在棉被裡。塵蟎的排泄物和屍體也會被打碎揚起。輕輕拍掉表面灰塵，再用吸塵器吸一遍，據說才是比較合理的做法。
總結
棉被的蓬鬆感，並不是太陽新創造出來的東西。只是一個晚上滲進去的水分散去，纖維恢復了原本的彈性而已。陽光扮演的角色，是把那些水分趕出去。至於塵蟎，與其說是被消滅，不如說是被曬太陽改造成了一個不容易繁殖的乾燥環境，這樣的說法更接近實情。
曬棉被散去的，是一杯水的量。
變蓬鬆的不是纖維，而是回來的空氣。
水變成氣體時會帶走大量熱能的原理，在狗狗為什麼會吐舌頭喘氣？一文中也有詳細介紹。乾燥後纖維改變形狀的現象，則和松果為什麼濕了會閉合、乾了會打開？屬於同一類。
- 選一件可以搬動的寢具，例如枕頭或坐墊，一早先量一次重量。用廚房的秤就可以。
- 晴天曬2〜3小時，收回來後馬上再量一次。如果輕了幾十公克，那就是散去的水分。
- 把同一件東西拿到通風良好的陰涼處曬，比較重量減少的情形。雖然比曬太陽花更多時間，但重量確實還是會減少。
如果陰涼處也會減輕，就能確定發揮作用的不是「陽光本身」，而是「水分能夠散逸出去的條件」。下雨天或濕度高的日子，幾乎不會減輕。
想知道更多 ― 用語、公式，與教科書的連結從國中理化到大學專業科目，都會標明是哪個程度的內容
- 國中國中理化課學到的範圍
- 高中高中「物理基礎、化學基礎」學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或教科書專欄等級的內容
- 大學高中不會教、屬於大學專業科目（傳熱工程、傳輸現象學）的內容
- 研究連大學都還不當作「定論」教授、研究者目前仍在探究中的內容
國中用語：這個現象是有名字的
- 蒸發：液體即使未達沸點，也會從表面轉變為氣體的現象。棉被裡的水散去就是這個作用。
- 蒸發潛熱（氣化熱）：要在溫度不變的情況下把液體變成氣體所需要的熱量。這是不會讓溫度計的讀數上升、卻悄悄消耗掉的熱。
- 熱傳導率：表示熱量容易傳遞的程度。靜止不動的空氣這個數值很小，是棉被感覺溫暖的原因。
- 毛細作用力：水滲入細小縫隙後，把周圍的東西拉近的力量。這是濕纖維會黏成一束的原因。
國中高中用公式驗算：要把一晚份的水分蒸乾，需要曬幾分鐘太陽
主角是水。因此我們來算算看「要把滲進棉被裡的水全部變成氣體，需要曬幾分鐘太陽」。想求的是時間本身。
| 用符號寫 | t ＝ (m × L) ÷ (S × A) |
| 用文字寫 | 所需時間 ＝ (水的重量 × 蒸發所需的熱量) ÷ (日照強度 × 受光面積) |
| 公式從何而來 | 能量守恆。設定上方接收到的總熱量，與把水變成氣體所需的熱量互相平衡而得 |
| t | 所需時間。單位是秒 |
| m | 滲入棉被的水的重量。單位是公斤 |
| L | 把1公斤的水變成氣體所需的熱量。單位是千焦耳每公斤 |
| S | 日照強度。每1平方公尺每秒接收到的熱量，單位是瓦特 |
| A | 棉被朝向太陽的面積。單位是平方公尺 |
| 一晚轉移到棉被上的水量（m） | 約 0.2 公斤（據說大約是一杯水） |
| 水的蒸發潛熱（L） | 約 2400 千焦耳每公斤（30℃附近） |
| 晴朗中午的日照強度（S） | 約 700 瓦特每平方公尺 |
| 棉被朝向太陽的面積（A） | 約 2 平方公尺 |
| 把水變成氣體所需的熱量 | 0.2 × 2400 ＝ 480（千焦耳） |
| 換算成焦耳 | 480 × 1000 ＝ 480000（焦耳） |
| 棉被每秒接收到的熱量 | 700 × 2 ＝ 1400（瓦特） |
| 所需時間 | 480000 ÷ 1400 ≒ 343（秒） |
| 換算成分鐘 | 343 ÷ 60 ≒ 5.7（分鐘） |
只看熱量的話，大約6分鐘就夠了。但實際上曬棉被卻要花上2〜3小時。不夠的不是熱量，而是水蒸氣要從棉被深處跑到表面需要時間。接收到的日照，大部分被用來加熱棉被和空氣，或者直接散逸到外部去了。可以知道，決定蓬鬆度的，比起日照強度，更是「通風」和「空氣的乾燥程度」。
高中高中＋溫度沒有上升，熱量究竟去了哪裡
高中把物體加熱的熱稱為顯熱，只改變狀態而不改變溫度的熱稱為潛熱。棉被裡的水接收的主要是潛熱。所以曬的時候，棉被的溫度不會如想像中上升那麼多。前面計算用到的每公斤2400千焦耳，指的正是這個潛熱。
高中＋水能散去多少，取決於空氣那一側的狀態。某個溫度下的空氣能容納的水蒸氣量有其上限，這叫做飽和水蒸氣壓。溫度與飽和水蒸氣壓之間的關係，已知可用克勞修斯－克拉佩龍方程式來表示。棉被附近的水蒸氣量，和周圍空氣的水蒸氣量之間的差，決定了蒸發的速度。濕度高的日子曬不乾，就是因為這個差變小了。
大學乾燥分成兩個階段
粉末、食品、纖維的乾燥過程，屬於化學工程中傳輸現象學的範疇。表面還夠濕的期間，單位時間內散去的水量大致保持一定，這稱為恆率乾燥期。等到水分無法再到達表面時，速度就會下降，進入減率乾燥期。棉被曬得越久，後段的效果越弱，就是因為進入了這個後半階段。這裡熱量的傳遞與物質的傳遞同時進行，會用一個叫做路易士數的無因次量來表示兩者的比例。
📖 公式的推導及更進一步的內容：蒸發熱（蒸發潛熱）
研究目前還不清楚的事
- 家用棉被實際上能散去幾成的水分。 因為材質、厚度、曬的時間組合太多，目前還沒有太多可以作為共通參考標準的測量數據。
- 塵蟎躲避高溫的行為細節。 需要多大的溫差、以多快的速度移動，據說根據種類和濕度不同，相關報告的數字差異也不小。
- 能減少多少過敏原物質。 減少塵蟎數量，和減少引發症狀物質的量，是兩個不同的問題，家庭可執行對策的效果目前仍在持續研究中。
也就是說，這篇文章的內容也只是「目前已知範圍內的說明」。棉被內容物因材質而異，數值僅供參考。
與教科書的連結（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 本文對應段落 |
|---|---|---|
| 國中 | 理化・狀態變化與熱 | 水變成氣體時會吸走熱量的部分 |
| 高中 | 物理基礎・熱量與潛熱 | 「用公式驗算」的整段計算 |
| 高中＋ | 地球科學基礎・飽和水蒸氣壓 | 濕度高時曬不乾的原因 |
| 大學 | 化學工程・傳輸現象學 | 恆率乾燥期與減率乾燥期 |
| 研究 | 居住環境學・過敏學 | 塵蟎對策效果的驗證 |
| ― | 與生活的連結 | 曬棉被時段的選擇、不拍打的處理方式 |
- 蒸發熱（日文版維基百科） ― 蒸發潛熱的定義與水的數值
- 日本家政学会誌（日本家政學會誌，日本學術期刊）等，關於寢具吸濕・放濕的報告
- 厚生労働省（日本厚生勞動省）「アレルギー疾患の生活環境対策」（過敏性疾病的生活環境對策）相關解說資料
- 化学工学会（日本化學工學會）編《化学工学便覧》（化學工程便覽）乾燥章節（恆率乾燥・減率乾燥的區分）
※本文為一般大眾取向的科普解說。文中數值僅為理解原理所用的參考、概算值。涉及過敏等健康相關對策，請依個人症狀諮詢醫師或專業機構的建議。