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北极熊御寒“乌科技”:用毛皮留住运动的空想

日期:2021-01-21   浏览次数:

  北极熊御寒“黑科技”:用毛皮留住静止的空气

  2021年底,极热气候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。

  道到保暖的衣物,除了遭到环保主义者抗议的毛皮年夜衣之外,今朝最佳的抉择便是羽绒服了。但您能否晓得:羽绒服所应用的技巧,其灵感去自于这个天球上最不怕冷的生物——北极熊吗?

  在极冷天色里,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,即使在最冷的气象里,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。

  北极熊的皮毛,可以说是现阶段全球最保暖的“天然衣物”,这个中储藏的“黑科技”,可以说十分厉害了。

  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:静止的空气是导热性很低的材料,换句话说也就是很保暖的材料(空气静止了,热对付流就无法发生,从而削减了热量的散失)。北极熊的皮毛之所以能保暖,重点也是“抓”住并稳固住了空气。

  现实上,羽绒之所以能保暖,也是由于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“白毛”放在电子显微镜下,你会发现北极熊的毛不是黑色的,而是一根根中空而透明的毛管(见左下图)。人类肉眼所看到的“红色”,是果为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。若在隐微镜下细看,还会发现其毛收除了旁边的管讲外,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,存在年夜量静行的空气,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,羽绒之以是保暖,也是绒丝之间锁住大批运动空气来保暖,取北极熊的毛殊途同归。

  除毛除外,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,因而黑色的皮肤也有助于吸支热量。

  研究职员研讨借发明:北极熊特殊的通明毛管,能让空想中的下能紫外线沿着毛芯外部经过,反射到毛下玄色皮肤上,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。北极熊跟人一样,都是恒温植物,时时刻刻皆在集发烧量,即热辐射。当心它的这层“乌科技”毛皮裹住其身体,却能够充足反射身体的热辐射,从而到达简直没有泄漏热量的效果。

  这个效果有多强健呢?这么说吧,即便用红皮毛机拍摄,也多少乎无奈探测到热量。

  用蚕丝模仿毛发

  用铝箔模拟皮肤

  北极熊的外相防水又保暖,可接收紫中线吸热,又能拦阻身材热度披发,这一系列启迪的结构,让其成为天下上最保温的“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、内部是中空管状的保暖棉。2018年,浙江大学化教工程与生物工程学院的科研团队,还用奇特的“冻纺”几乎纺出一种人造纤维,其隔热机能可与北极熊的毛发媲好。

  应科研团队采取浓量为5%的自然蚕丝卵白火溶液,将其经由过程特别工艺热却后,溶液被从新“塑形”成纤维。那些纤维经由冷冻枯燥后,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,比天然的北极熊毛发回要低,保热性也更强,www.11668.com

  只是惋惜,目前这种技术仅限于试验室,还不找到能大范围、低本钱量产的道路。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来。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,晚期宇航服的构制中,稀有道铝箔夹层,也是模仿北极熊的毛皮,经由过程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高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、月尘和微流星体损害。

  这类仿死科技,今朝仍正在一直开辟中,而且无望跨越北极熊毛皮的保暖后果。(褐紧鼠) 【编纂:孙静波】