تكبير / الدب القطبي الفراء يعزل حتى عندما الرطب. ماريو هوبمان
منتجات التدفئة الشخصيةمخيفة دائما لي. الفكرة من الدخول إلى السرير مع بطانية كهربائية يناشد كما بقدر حمام رومانسي مع محمصة بلدي. لذلك عندما الباحثين أقترح قميصًا بتوصيله بالتيار الكهربائي ، وردّي هو: نعم ، ناه.
لكن البحث المثير للاهتمام للغاية ، جعلت أفضل من قبل إدراج صورة الدب القطبي غير المبرر. دببة قطبية، وفقا لخلاصة كريس من tru facs (براءات الاختراع في انتظار) ، هي الأكثر شهرة لكونه الحيوان الأقل عرضة للتعبير عن الأسف بعد مضغ بطريقك اليسرى بطريق الخطأ. على قدم المساواة الشهيرة ، يبدو أن الدببة القطبية قادرة على مواجهة بعض الطقس البارد. هذه الحقيقة الأخيرة هي التي لفتت انتباه الباحثين الذين كرروا خصائص العزل من الفراء الدب القطبي في خيط weavable.
الفراء الدب القطبي يواجه بعض التحديات الصعبة. يجري عزل ليس كافيًا: يحتاج أيضًا إلى الحفاظ على هذا العزل عند غارقة معطف الدب من خلال السباحة من طوف الجليد إلى آخر. بالنسبة للحيوانات ذات الطقس المعتدل ، سيكون هذا السباحة قاتلاً ، لأن عزلها يعتمد في الغالب على الهواء المحاصر الشعر. بما أن الهواء موصل حراري ضعيف ، يوفر الهواء المحاصر عزل جيد بشكل ملحوظ. لسوء الحظ ، سوف تسبح لفترة طويلة إزالة جميع الهواء ، واستبدالها بالماء. الماء أفضل بكثير موصل حراري ، لذلك تمتص حرارة الجسم بعيدًا عن حيوان مشوش معدل مميت في الظروف الباردة.
تطورت الفراء الدب القطبي للحفاظ على بعض من العزل خصائص ، حتى عندما غارقة ، عن طريق تفريغ الداخلية لل الأساسية. لذلك المقطع العرضي لشعر الدب القطبي سيظهر أنه يحتوي على طلاء خارجي سميك لتوفير القوة الميكانيكية والأساسية مع مجموعة من المسام التي يتم محاذاة على طول الألياف ، وخلق نوع من هيكل العسل الذي يوفر جيوب الهواء العازلة التي هي محمية من الماء. بين الفراء وطبقة مفيدة من الدهون ، عزل الدب القطبي جيد جدًا ، على ما يبدو ، لا يظهر حتى على كاميرات الأشعة تحت الحمراء. هذا رائع.
قماش الدب القطبي حريري
لتقليد الشعر الدب القطبي وتحويله إلى خيط weavable ، تحول الباحثون إلى ألياف طبيعية أخرى: الحرير. بدلا من باستخدام الألياف الحريرية مباشرة ، تم تنقية الحرير والحل في السائل. ثم تم نسج المحلول وقذفه عبر حلقة تم تبريده والفكرة هي أن الحلقة الباردة تجمد الحرير كما يمر عبر. اعتمادا على درجة حرارة الخاتم و السرعة التي يتم رسمها من خلال الألياف الحلقة ، ولكن يمكن أن يبدأ الحرير بالتجميد قبل أن يصل إلى الحلبة. أيها الباحثون حاول ضرب بقعة حلوة في موازنة درجة الحرارة ورسم السرعة. إذا كانت الحلقة باردة جدًا ، فإن كل شيء يتجمد في مكانه والمسامات سوف تكون موجهة في اتجاهات عشوائية. إذا كانت الحلقة ليست باردة بما فيه الكفاية ، ثم بروتين الحرير لديه الوقت ليغلق عن قرب وإزالة المسام تماما.
بعد قليل من البحث ، وجد الباحثون مجموعة من درجات الحرارة التي تنتج المسام التي تتماشى مع الاتجاه من الألياف. على عكس شعر الدب القطبي الذي كان عليه الباحثون تقليد ، لا يحتوي هذا الألياف على طلاء خارجي سميك. حتى في على الرغم من محاذاة المسام زادت قوة الألياف بها حول عامل اثنين ، فإنه لا يزال حوالي 1000 مرة أضعف من ألياف الملابس التجارية.
ومع ذلك ، فإن الباحثين نسج القصة من خلال النسيج المواضيع الجديدة في قطعة قماش. وضعوا النسيج على heatable المرحلة وقياس الفرق في درجة الحرارة بين الأعلى و الجانب السفلي من النسيج. طبقة واحدة من القماش كانت قادرة على أعرض عن الفرق في درجة الحرارة أربعة درجات عند المرحلة تم تبريده إلى -20 درجة مئوية ، في حين زادت خمس طبقات الفرق في درجة الحرارة إلى حوالي 14 درجة مئوية.
كنوع من المظاهرة النهائية ، كان يرتدي الأرنب في طبقة واحدة من النسيج. كانت تلك الطبقة المفردة كافية تقريبًا لإخفاء الأرنب من كاميرا الأشعة تحت الحمراء. حواف النسيج أظهر بعض التسرب ، مع ذلك ، يكشف صورة خط للأرنب. لكن الجسم المغطى بالقماش كان نفس الخلفية. هذه يمكن أن يكون بسبب طبيعة الاختبار ، أو يمكن أن يكون هذا الانحناء النسيج يغير خصائصه الحرارية. (لن نعرف ابدا منذ أن لم يتم اختباره وتسرب الحافة لم يكن حتى المذكورة.)
اختبر الباحثون أيضًا مقاومة الماء للنسيج ، لكن لم يختبروا ما إذا كانت خصائص المادة العازلة الحفاظ عليها عندما كانت رطبة. لأن هذا يبدو اختبار واضح جدا ، إن قلة النتائج المبلغ عنها تشير إلى أن الأمر ليس كذلك جيد في الرطب.
الوقت لطهي الطعام
لأن الخصائص العازلة جيدة جدا ، فمن المنطقي أن أيضا أن تكون قادرة على تسخين أو تبريد النسيج. للقيام بذلك ، و وأضاف الباحثون أنابيب الكربون النانوية ، والتي هي الموصلات ، إلى خليط. انتهت أنابيب جزءا لا يتجزأ من الألياف دون تدمير هيكل مسام محاذاة للخيط. ال الباحثون مدمن مخدرات قليلا من القماش يصل إلى 5V امدادات الطاقة ، وذلك يتم تسخينه سريعًا ولكنه لم يشعل النار – دائمًا ما يكون بمثابة مكافأة لـ يمكن ارتداؤها. لسوء الحظ ، لم يتم الإبلاغ عن الحالي ، لذلك ليس لدي فكرة مقدار الطاقة المستخدمة لتسخين النسيج.
الباحثون لديهم اهتمام مثير على الملابس القابلة للتسخين. يقتبسون البحوث التي تشير إلى أن ما يقرب من نصف الطاقة نحن استخدامها لتدفئة منازلنا هو أن تبذر لرغبة جسمنا في أن يكون دافئ مريح. يجب أن أعترف أنني لا أستطيع التفكير في سبب آخر لتدفئة المنزل ، لذلك ما زلت أتساءل ما هو النصف الآخر تستخدم ل: ربما فصلوا التدفئة والتبريد؟ في أي حال، يقترح الباحثون ذلك ، إذا كان هناك ضوء و قماش مريح يمكن أن يبقينا دافئًا أو ندفء الحارة لنا ، قد يكون هناك وفورات كبيرة في الطاقة.
قد يكون ذلك صحيحًا ، لكنني أعتقد أن علم النفس البشري يلعب دورًا كبيرًا دور هنا. لدينا بالفعل جزء كبير من السكان يفضل أن يقلب المدفأة ويتجول في قميص ارتداء قميص أو سترة ذات أكمام طويلة. أنا متأكد من أن الجديد النسيج لن يغير ذلك.
وعلى الرغم من أنني أحب البحث ، إلا أنني أتمنى حقًا البحث وقد أبلغ الباحثون نتائجهم في أكثر وضوحا الطريقة. على سبيل المثال ، فإنها تحدد الموصلية الحرارية لها النسيج العازل ، لكنها لا تبلغ في الواقع قيمة ، لذلك نحن لا يمكن مقارنتها بالمواد الموجودة. وبالمثل ، نسيجهم هو تتعرض لجميع أنواع الظروف المختلفة ، لكنه فقط مقارنة مع النسيج الحالي. لذا بالرغم من أعتقد أن هذا قد يكون مادة ذات مستقبل (على افتراض ذلك يمكن تعزيزها) ، ببساطة لا توجد معلومات كافية ل المضاربة.
المواد المتقدمة ، DOI: 10.1002 / adma.201706807 (حول دويس).
