Chlupatý potápěčský oblek vás zahřeje

laserem vyřezávaná akrylová forma se špičatými hroty ze silikonové pryže

Chlupatý potápěčský oblek

Chlupatý potápěčský oblek.

Zapomeňte na elegantní neopreny – kožichy možná jednoho dne pomohou udržet potápěče v teple pod vodou.

Zatímco delfíni a velryby spoléhají na tlustý tuk, který jim pomáhá udržet se v teple ve studené vodě, tuleni a mořské vydry jsou závislé na husté srsti, aby zachytily vrstvu vzduchu na jejich tělech. Protože vzduch nevede teplo tak dobře jako voda, mohou vzduchové vrstvy izolovat proti tepelným ztrátám.

Nyní mechanická inženýrka Alice Nasto z Massachusettského technologického institutu vytvořila umělé napodobeniny takové kožešiny, aby viděla, jak tyto chlupy chrání tyto mořské tvory.

"Naše výzkumná skupina studuje mnoho biologicky inspirovaných problémů mechaniky tekutin, jako je to, jak hlemýždi používají sliz k pohybu nebo jak vodní jezdci chodí po vodě," říká Nasto.

Vědci použili laserem řezané akrylové formy k výrobě chlupatých povrchů vyrobených ze silikonové pryže. Dále experimentovali s účinky, které měly vlastnosti vlasů, jako je délka vlasů a vzdálenost mezi nimi materiály byly ponořeny přesnou rychlostí do kapalin, jako je silikonový olej, který se dodává v různých variantách viskozity.

Nasto a její kolegové zjistili, že uspořádání vlasů hrálo významnou roli v tom, jak moc odolávaly namočení. Konkrétně, čím delší a těsněji umístěné vlasy byly, tím lépe povrchy zachycovaly vzduch a zůstaly suché.

V podstatě mohou řady vlasů působit jako řady trubek. Čím blíže jsou vlasy u sebe, tím lépe takové „trubičky“ udržují vzduch; čím delší jsou chloupky, tím více vzduchu tyto „trubičky“ mohou zachytit. „Pokud jsou zkumavky krátké, po ponoření okamžitě zvlhnou – naplňte je kapalinou,“ říká Nasto. "Pokud jsou trubky dlouhé, mohou odolat pronikání kapaliny dovnitř, čímž zachycují vzduch."

Většina předchozích výzkumů povrchů odpuzujících vodu se spoléhala na struktury na těch materiálech, které mají velikost nanometrů až mikrometrů, měřítko molekul a buněk. Kapky vody mohou spočívat na těchto strukturách podobně jako mystikové na lůžkách nehtů.

Nasto a její kolegové poprvé zjistili, že podobné vodoodpudivé vlastnosti mohou mít i větší struktury o velikosti milimetrů až centimetrů, jako je například kožešina. Navíc takové materiály bude pravděpodobně snazší vyrobit než ty s drobnějšími strukturami, uvedli vědci.

Nasto a její kolegové experimentovali s krátkými, tuhými, hladkými vlasy jednotných délek stoupajícími přímo nahoru z materiálů. Budoucí výzkum může prozkoumat, jak dobře fungují různé druhy vlasů, například dlouhé chlupy, pružné chlupy, zježené chlupy, šikmé chlupy nebo chlupy dlouhé i krátké délky. "Rast z kůže by také mohl hrát roli v tom, jak jsou vlasy odpuzující vodu," říká Nasto.

Zachycováním vzduchu by vlasy mohly potápěčské obleky více nadnášet, říká Nasto. Není si jistá, jak by chlupaté obleky ovlivnily odpor.

Kromě toho vědci sledovali pouze to, jak se vzduch zachytí, když se chlupaté textury ponoří ze vzduchu do kapaliny. „Musíme se také podívat na to, co se stane, když se chlupaté textury vytáhnou z tekutiny; v tomto scénáři se kapalina zachytí na chlupatém materiálu. Netopýři mají chlupatý jazyk a používají tento mechanismus k pití nektaru,“ říká Nasto. „A je třeba pracovat, abychom nejen pochopili, jak můžete zůstat v suchu nejen při potápění do vody, ale i když jste ponořeni a stojíte. Tento druh porozumění může být užitečný pro materiály pro neopreny.“

Vědci podrobně popsali svá zjištění 23. listopadu na výročním setkání divize dynamiky tekutin Americké fyzikální společnosti v Bostonu.

Poslední příspěvek na blogu

Společnost Impossible Foods představila svou novou rostlinnou náhradu vepřového masa. Tady je to, jak to chutná.
August 17, 2023

Na CES 2020 jsme jedli zatím nejchutnější novinku. Možná příští rok dostaneme Impossible Fish. Stan Horaczek Na loňském CES přerušila společnost I...

FDA schvaluje vůbec první klinickou studii s kmenovými buňkami
August 22, 2023

Po čtyřletém procesu hodnocení je schválena první klinická studie kmenových buněk u lidí. V kroku signalizujícím začátek nového věku ve výzkumu km...

Jupiter má 10 nově objevených měsíců a jeden je podivín
August 22, 2023

Průzkum také potvrdil existenci dalších dvou měsíců, jejichž objev byl oznámen loni. Jupiter se vždy pevně držel v horní vrstvě superlativů v naší...