«Стеклянный» мех белого медведя вдохновил ученых на создание новой ткани

Russian Traveler

17:44, 14 апреля 2023

Фото: Wikimedia Commons

Исследователи подсмотрели решение для разработки нового материала в дикой природе.

Часто в поисках решений человеческих проблем ученые обращаются к животным, которые давным-давно разработали собственные лазейки. Поэтому когда пришло время создать ткань, улавливающую тепло, группа исследователей решила обратиться за помощью к белым медведям – ведь выдерживают они как-то арктические суровые холода!

В результате удалось обнаружить, что секрет кроется в связи между уникальным мехом белых медведей и черной кожей, которая прячется под ним.

Какого цвета белый медведь?

Шерсть белого медведя иногда называют «стеклянной». Она лишена пигментной окраски, а сами шерстинки полые. Прозрачные волоски отражают солнечный свет, придавая шерсти белую окраску.

Еще один любопытный факт: у белого медведя – черная кожа! Темная (сильно пигментированная) кожа помогает ему эффективнее поглощать солнечную энергию. По сути, шкура белого медведя работает по принципу парника, чтобы не дать животному замерзнуть.

Исследователи из Массачусетского университета в Амхерсте говорят, что они первыми создали искусственный материал, который полностью имитирует процесс того, как звери умудряются выживать в Арктике. В рамках исследования, которое привело к изготовлению новой сверхтёплой ткани, исследовательская группа обнаружила, что белые медведи разработали собственный метод захвата и сохранения тепла от солнечного света.

Полупрозрачные шерстинки арктических мишек действуют как своего рода волоконно-оптическая система: они направляют солнечное тепло прямо к чёрной коже, которая находится под ней. А поскольку кожа белого медведя чёрная, она это самое тепло легко впитывает. Когда кожа нагревается, мех снова вступает в дело и действует как изолирующий слой, удерживая тепло и согревая мишку.

Предыдущие исследования показали, что мех белого медведя особенно хорошо удерживает тепло по двум причинам. Во-первых, отдельные шерстинки, входящие в его состав, полые, а во-вторых, шерстинки хорошо рассеивают тепловую энергию, вместо того чтобы отдавать ее в окружающую атмосферу.

Как морские ракушки могут защитить космические корабли

Для новой ткани, вдохновленной белыми медведями, исследователи создали базовый слой, состоящий из нейлона, покрытого темным полимером, известным как PEDOT. Это покрытие хорошо известно своей теплоудерживающей способностью и используется в «умных» кирпичах, улучшенных батареях, электродах для мониторинга мозга и водоочистном аэрогеле – это лишь некоторые из его применений.

Поверх слоя PEDOT ученые добавили прозрачные полипропиленовые нити, которые могли притягивать видимый свет и отправлять его вниз, нагревая. Испытания показали, что новый материал, который уже разрабатывается для коммерческого использования, легче и лучше сохраняет тепло, чем хлопок. Фактически, куртка из нового материала будет на 30% легче по сравнению с хлопком и может обеспечивать комфорт при температуре на 10 градусов ниже, при условии, что в окружающей среде будет достаточно светло.

Исследователи говорят, что материал может эффективно согревать носителя при использовании любого источника яркого света, а не только солнечного. Если разработать по такому принципу одежду, она могла бы изменить количество энергии, которую требуется тратить людям, чтобы оставаться в тепле – особенно в помещении, когда там становится прохладно.

«Отопление помещений потребляет огромное количество энергии, в основном получаемой из ископаемого топлива. Сосредоточив энергетические ресурсы на "личном климате" тела, этот подход может быть гораздо более экологичным», – говорит ведущий автор разработки Уэсли Виола.

«Стеклянный» мех белого медведя вдохновил ученых на создание новой ткани

Исследователи подсмотрели решение для разработки нового материала в дикой природе.

Как морские ракушки могут защитить космические корабли

Белые медведи: великаны Арктики

Читайте также

Рекомендации