Těsnění, velryby a mrože se vesele stříkají v chladných oceánských vodách - udržované v teple tlustou vrstvou masa. Vydry mořské, i když stejně šťastné zdrhování by mohly vody, jsou ve srovnání relativně svelte. Důvod? Jejich nádherné kožichy. Hustý chmýří je zhruba 1 000krát hustší než lidské vlasy a může zachytávat vzduchové bubliny, které izolují vydry v chladné vodě.
Ale nikdo se do hloubi do kožešinové mechaniky dosud nedíval. Tým vědců na MIT nedávno zkoumal vlastnosti vydry a bobří kožešiny a doufal, že odhalí její nejasná tajemství. Jejich výsledky, zveřejněné v časopise Physical Review Fluids, by mohly sloužit jako vodítko pro nové bioinspirované materiály, včetně teplých, chlupatých neoprenů.
"Zajímáme se zejména o neoprenové obleky pro surfování, kde se sportovec často pohybuje mezi vzduchem a vodou, " uvádí v tiskové zprávě Anette (Peko) Hosoi, vedoucí autorka studijního a výzkumného týmu na MIT. "Můžeme řídit délku, rozestupy a uspořádání vlasů, což nám umožňuje navrhovat textury tak, aby odpovídaly určitým rychlostem ponoru a maximalizovaly suchou oblast neoprenového obleku."
Hosoi říká, že projekt byl inspirován návštěvou na Tchaj-wanu se skupinou studentů. Navštívili výrobce sportovních potřeb, který vyráběl neoprenové obleky, a společnost se zeptala, zda mají studenti nějaké nápady na udržitelné nebo biologicky inspirované materiály nebo vylepšení, aby mohli lépe vyhovovat. Zpátky domů, Hosoi zadala postgraduální studentku Alice Nasto s brainstormingovými řešeními. Nasto si uvědomil, že kožešina semi-vodních savců může mít pro tento problém nějaký význam, ale nikdo se ještě neponořil do mechaniky svých kožešin.
Vědci zjistili, že delší ochlupení zachycuje kapičky vody a brání jim v tom, aby sklouzly do štětce do kratší podprsenky, která drží vzduchové kapsy, které izolují pokožku vydry, hlásí Weston Williams pro The Christian Science Monitor . Aby tuto myšlenku vyzkoušeli, vyrobili kožešinové povrchy s tisíci chlupů z měkké gumy, napodobující vydru nebo bobrovou srst. Poté namontovali chlupaté povrchy na motorizované jeviště a ponořili je do silikonového oleje, aby prozkoumali, jak hustota vlasů ovlivňuje tvorbu vzduchových kapes. Ukázalo se, že čím hustší jsou vlasy a čím rychleji byl materiál ponořen, tím více vzduchu bylo zachyceno. Podle tiskové zprávy tým dokázal tyto vztahy vyjádřit jako rovnici.
Zjištění by mohla revoluci v designu neoprenu. "V současné době jsou neoprénové obleky vyrobeny z těžkých neoprenových pryžových materiálů, " říká Nasto Williamsovi. „Zajímavé je, že vzduch je 10krát více izolační než neoprenová pryž. Takže pokud byste mohli vyrobit oblek z textilu, který zachytí stejnou tloušťku vzduchu jako tloušťka typického gumového obleku, bude to desetkrát více než izolační a také lehčí. “
Tento výzkum by však mohl mít mnohem širší uplatnění. Rovnice popisující tento vztah by mohla být užitečná pro výrobní procesy, jako je průmyslové ponořování, které pomáhá vědcům vypočítat, jak dlouho má ponořit předmět, než začne zachytávat vzduch.
Není úplně zřejmé, jak lze vlasy použít na neoprenový oblek, ale vědci o tom přemýšlejí. "Samozřejmě byste mohli udělat velmi chlupatý neoprenový oblek, který vypadá jako Cookie Monster a pravděpodobně by zachytil vzduch, " říká Hosoi v tiskové zprávě. "Ale to asi není nejlepší způsob, jak toho dosáhnout."
