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北极熊御寒“乌科技”:用毛皮留住运动的空想

发布时间: 2021-01-25   来源:本站原创
 

  北极熊御寒“黑科技”:用毛皮留住静止的空气

  2021年底,极冷气象仍在北半球一些地域残虐,西班牙更是遭受了千载难逢的超强降雪。在春季到来之前,我们仍要忍受严寒,并尽力给本人做好保暖工做。

  说到保暖的衣物,除遭到环保主义者抗议的毛皮年夜衣除外,今朝最佳的抉择便是羽绒服了。当心您能否晓得:羽绒服所应用的技术,其灵感来自于这个天球上最没有怕冷的死物——北极熊吗?

  在极热天色里,风和水是真实的仇敌。设想一下失落进冰窟里的感到,以及那些丧命于冰凉海水中的泰坦僧克号搭客们。然而,即使在最冷的气候里,北极熊也能在冰山上游玩,还能在北冰洋的海水中游上10多千米。

  北极熊的外相,可以道是现阶段全球最保温的“天然衣物”,这个中储藏的“乌科技”,能够说十分强健了。

  黑色的皮肤吸热

  中空的毛管保暖

  北极熊的皮毛,是目前地球上保暖最好的“天然衣物”。人们冬装里添补的保暖棉、羽绒服和棉服的热反射技术,都用到了和北极熊皮毛相关的仿生科技。

  这里有个简略而要害的常识点:运动的空想是导热性很低的材料,换句话说也就是很保暖的材料(空气静行了,热对付流就无奈发生,从而削减了热量的散失)。北极熊的皮毛之以是能保暖,重点也是“抓”住并稳固住了空气。

  现实上,羽绒之所以能保暖,也是果为纤维之间能牢固空气;分解保暖棉能保暖,是将纤维做成了中空管,纤维管道和纤维之间能保留静止空气。

  北极熊身上的毛有两层,外层是露有油脂的防水针毛,泅水时能避免海水侵进,里层是保暖的绒毛。将北极熊的“黑毛”放正在电子隐微镜下,你会发明北极熊的毛不是白色的,而是一根根中空而通明的毛管(见左下图)。人类肉眼所看到的“红色”,是由于毛的内名义毛糙不仄,以至把光芒合射得无比混乱而构成的。

  每根北极熊的毛大概15厘米长,曲径和人的头发好未几细细。若在显微镜下细看,还会发现其毛发除了旁边的管讲外,四周另有很多更加狭少的半透明小孔,也沿着统一偏向舒展。

  北极熊的中空毛管中,存在大批静止的空气,如前所述,静止的空气导热性低,所以北极熊的毛是尽佳的保暖纤维。异样,羽绒之所以保暖,也是绒丝之间锁住大量静止空气来保暖,与北极熊的毛殊途同归。

  除了毛之中,北极熊的皮肤也有保暖玄机——它的皮肤是黑色的,这一面可以从北极熊的鼻头、爪垫、嘴唇和眼睛四处的黑皮肤上窥睹其本貌。家喻户晓,黑色吸热,因而玄色的皮肤也有助于接收热量。

  研讨职员研究还发现:北极熊特殊的透明毛管,能让空气中的高能紫外线沿着毛芯内部经由过程,反射到毛下黑色皮肤上,转化成热能,再由皮下的血液将热能保送到满身。

  不只如斯,北极熊的毛还能反射白外线辐射。北极熊和人一样,都是恒温植物,时时刻刻皆在集发烧量,即热辐射。但它的这层“黑科技”毛皮裹住其身体,却可以充足反射身材的热辐射,从而到达简直不泄漏热量的后果。

  这个效果有多厉害呢?这么说吧,即便用红皮毛机拍摄,也几乎无法探测到热量。

  用蚕丝模拟毛收

  用铝箔模仿皮肤

  北极熊的皮毛防水又保暖,可吸支紫外线吸热,又能拦阻身体热量披发,这一系列启迪的构造,让其成为天下上最保暖的“衣服”,也给了人类良多灵感,研收回相干仿出产品。

  比方,以北极熊毛的构造,制造出外层防水、外部是中空管状的保暖棉。2018年,浙江大教化学工程与生物工程学院的科研团队,还用奇特的“冻纺”多少乎纺出一种人制纤维,其隔热机能可取北极熊的毛发媲好。

  应科研团队采取浓量为5%的天然蚕丝卵白火溶液,将其经由过程特别工艺冷却后,欧洲杯赌球网,溶液被从新“塑形”成纤维。那些纤维经由热冻枯燥后,便留下一条条由蚕丝卵白构成的纤维“仿造毛”。这类资料的导热系数,比自然的北极熊毛发回要低,保热性也更强。

  只是惋惜,今朝这种技巧仅限于试验室,借不找到能年夜范围、低本钱度产的道路。假如将来可能完成量产的话,那末加倍轻浮保暖的冬拆必定会风行起去。到时,咱们或者可离别薄重的外衣,披一件薄薄的“天然毛衣”即可出门;

  别的,晚期宇航服的结构中,稀有道铝箔夹层,也是模仿北极熊的毛皮,经过反射身体的热辐射来保暖。2019年10月,米国航天局宣布了更具机动性和更下保险性的新一代宇航服,这

  种舱外宇航服可在整下约157摄氏度至零上约121摄氏度之间的温度前提下任务,维护宇航员不受辐射、月尘跟微流星体损害。

  这类仿生科技,目前仍在一直开辟中,而且无望跨越北极熊毛皮的保暖效果。(褐紧鼠) 【编纂:孙静波】