Мех белого медведя помог создать невероятно теплый текстиль: это не то, о чем вы подумали!
Животные постоянно вдохновляют людей на попытки подражать некоторым их качествам, поскольку ученые стремятся разрабатывать новые продукты и технологии с помощью отрасли науки, известной как биомимикрия.
Это особенно актуально в мире текстильных разработок, где мы видели материалы для улавливания тепла, вдохновленные кальмарами, возможную замену кевлару, вдохновленную моллюсками; охлаждающий материал на основе верблюжьего меха; и многое другое. В этот раз ученые «позаимствовали» секрет сохранения тепла у белых медведей.
Очень теплый текстиль
Исследователи из Массачусетского университета в Амхерсте говорят, что они первыми за 80 лет создали искусственный материал, который полностью имитирует механизм, позволяющий животным выживать при арктических температурах.
В рамках исследования, которое привело к изготовлению материала, исследовательская группа обнаружила, что у белых медведей есть двойной метод захвата и удержания тепла от солнечного света. Волоски, из которых состоит их шерсть (которая может выглядеть белой, но на самом деле полупрозрачна), действуют как своего рода волоконно-оптическая система доставки тепла к коже, которая находится под ней.
Поскольку шкура белого медведя черная, она способна легко впитывать тепло. Когда кожа становится теплой, мех медведей действует как изолирующий слой, удерживая тепло на их телах.
Два предыдущих исследования показали, что мех белого медведя особенно хорошо сохраняет тепло по двум причинам. Во-первых, отдельные волоски, из которых он состоит, являются полыми и, следовательно, плохо проводят тепло, а во-вторых, волоски хорошо рассеивают тепловую энергию в обратном направлении вместо того, чтобы выпускать ее в окружающую атмосферу.
Для новой ткани, вдохновленной мехом белого медведя, исследователи создали базовый слой, состоящий из нейлона, покрытого темным полимером, известным как PEDOT. Это покрытие хорошо известно своей способностью удерживать тепло и используется в умных кирпичах, батареях, электродах для мониторинга мозга и так далее.
Поверх слоя PEDOT ученые добавили прозрачные полипропиленовые нити, которые могут отводить видимый свет вниз и нагревать его. Испытания показали, что новый материал, который уже разрабатывается для коммерческого использования компанией smart textile Soliyarn, был легче и лучше сохранял тепло, чем хлопок.
Фактически, куртка, изготовленная из нового материала, будет на 30% легче по сравнению с хлопком, и позволит ее владельцу чувствовать себя комфортно при температурах на 10 °C холоднее, при условии, что в помещении достаточно светло.