Neue Forschung zeigt, wie Eisbären Warm zu bleiben
(ISNS)--ein Eisbär Fell scheint einfach. Die weiße Farbe dient als Tarnung und dichte Fell fungiert als fuzzy Decke, halten die Kälte und das warme in.
Aber wie das Fell isoliert ist überraschend komplex- und einige diskutiert. Ein Vorschlag, gründlich entlarvt, postuliert, dass jedes Haar wie eine kleine Wärme-Pipeline, Trichterbildung Strahlen der Sonne auf der Haut wie ein LWL-Kabel serviert. Wissenschaftler akzeptieren weitgehend, dass warme Mäntel (und Glasfaserisolierungen) vor den Elementen schützen, durch warme Taschen Luft in winzigen Poren abfangen. Nun scheint es, das Fell hätte einen anderen Weg zu isolieren. Körperwärme, die als infrarotes Licht – die Wellen von den Bären Haut strahlt Wärme, die Nachtsichtbrille abholen – springt herum in den Mantel nach einem Papier im letzten Monat Optics Express.
Die Forscher geschaffen, ein Computer-Modell aus einem Stapel von Eisbär Haaren, um zu untersuchen, wie Bären und andere arktische Tiere warm zu halten. Zunächst hielten sie die Haare als die flachen Schichten. Jede Schicht wurde ein "schwarzer Körper" entwickelt, um perfekt alle Wellenlängen absorbieren und emittieren sie dann perfekt. Sonnenkollektoren sind mattschwarz in einer Bemühung, diese ideale Absorption zu erreichen. Sie dann berechnete wie Infrarot-Wellen hin und her zwischen den Schichten bewegen würde. Die Wissenschaftler hätte dann gedacht, dass die Schichten leicht transparent waren, wie der Fall mit Eisbär Mäntel und neu berechnet. Die Schichten der Pelz fungierte dann als "graue Körper", die weder streuen noch Licht perfekt absorbieren; Stattdessen tun sie einige von beiden.
"Was zählt, ist die Anzahl der Haare und der Dichte. Das Licht wird reflektiert viele Male, und einige gehen zurück auf die Haut", sagte Priscilla Simonis, ein Physiker an der Universität von Namur in Belgien und der Erstautor des Papiers.
Es gibt drei Arten der Wärmeübertragung. Gehört Wärmeleitung, den Prozess durch die Hitze bewegt sich zwischen zwei verbundenen Flächen, wie z. B. von einem Herd Spule in einen Topf. Das zweite ist Konvektion, die Bewegung der Wärme von Flüssigkeiten und Gasen, wie das Wasser in der Spaghetti-Topf von unten nach oben zirkuliert.
Die meisten Gehäuse Dämmung nutzt diese zwei Arten von Wärme einfangen von Warmluft in einem Material, das widersteht Wärme durch Wärmeleitung aufnehmen, und in einem kleinen Raum zu halten, so dass es nicht so viel bewegt. Wissenschaftler haben lange geglaubt, dass tierische Mäntel auch dazu.
Aber die letzte Art von Wärme, Wärmestrahlung, halte was Simonis und ihr Team am effektivsten zu halten in der Hitze ist. Strahlung ist Energie in elektromagnetische Wellen - es ist wie die Sonne wärmt Ihre Haut an einem heißen Tag. Es ist auch die dünne, glänzenden decken im Notfallkoffer Funktionsweise: wie Hitzewellen von Ihnen Strahlen, sie schlagen die Decke und streuen ohne Überschrift zu weit weg, halten Wärme in.
Infrarot ist die Wellenlänge der Wärmestrahlung, die Nachtsichtbrille, als lebende erkennen Körper Wärme abgeben. Eisbären sind tatsächlich so gut isoliert, sind sie unsichtbar für Nachtsichtgeräte.
"Wenn Menschen versucht, Eisbären aus der Luft zu verfolgen, konnte nicht sie sichtbar Fotografie verwenden, da Sie sie gegen den Schnee sehen können. Dann versuchte sie Infrarot-, aber sie immer noch gemischt mit der Umgebung. Die offensichtliche Schlussfolgerung ist, dass das Fell die gleiche Temperatur wie die Umgebung ist", sagte Daniel Koon, ein Physiker aus St. Lawrence University in New York. In seiner eigenen Forschung entlarvt er die Glasfaser-Theorie.
Jede elektromagnetische Welle, die ein Molekül trifft entweder absorbiert und wieder abgestrahlt, oder es Querschläger. Eisbär Fell sowohl streut und Strahlungs Wärme absorbiert. Wenn Hitze zerstreut, oder absorbiert und wieder emittiert, neigt sie dazu in zufällige Richtungen abgehen. Die Bären dicken, dichten Fell hat viele von diesen Haltestellen auf dem Weg an die Oberfläche des Mantels. Obwohl die evolutionäre Grundlage unklar ist, nehmen Sie weiße Kitteln auf doppelte Pflicht, sowohl Hitze reflektieren und harmonisch in den Schnee. Eisbären sind natürlich auch im sichtbaren Licht, getarnt. Sonnenlicht streut fast vollständig aus dem Fell. Die Sonne warm nicht, wie Wissenschaftler widerlegen die Kabel-Optik Theorie gelernt.
Diese erste Studie modelliert nur 100 Haare. Das Team hat damit begonnen, realistischer Gebäudemodelle, die 100.000 Haare in zufälligen Positionen unter Berücksichtigung aller drei Dimensionen berechnen können. Aber um alles zu modellieren Infrarotstrahlung tut, wenn ein Fell zu entkommen versuchen der Universität Namur Supercomputer mehrere Monate dauern wird um zu berechnen, sagte Simonis.
Eisbären sind nicht die einzigen Tiere, die, denen diese Forschung gilt. Andere arktische Säugetiere wie Füchse und Hasen, sind wahrscheinlich die gleiche Strategie verwenden. Vögel, profitieren Sie auch von Strahlungs Isolierung. Es gibt auch einige interessanten Anwendungen für den Bau von Häusern. "Sie können eine neue Art von Isoliermaterial vorstellen", sagte Simonis. "Je mehr spiegeln Sie dem [] Infrarotlicht, desto effizienter die Isolation."
In Science News Service wird unterstützt durch das American Institute of Physics. Katze-Ferguson ist als Wissenschafts- und Publizistin in Kaliforniens Bay Area.