Dichtes wirres Fell hält Dichtungen Warm in kaltem Wasser

Dichtungen und Otter bleiben warm in kaltem Wasser, weil ihr Fell ideal für Überfüllung isolierende Luft strukturiert ist. Diese einzigartigen behaarte Oberflächen begeistern konnten das Design der neuen Arten von Textilien, wie Neoprenanzüge, die strukturierten statt glatt Taucher in kaltem Wasser warm zu halten.

MIT Studentin Alice Nasto beschriebenen Ergebnisse aus ihrer Gruppe Forschung in die wasserabweisenden Eigenschaften des Fell und Federn letzte Woche bei einem Treffen der American Physical Society Division für Fluiddynamik in Boston. Fanden sie, dass die Geometrie der bestimmte Pelze und Federn – die Länge der Haare und wie weit sie auseinander waren – eine bedeutende Rolle in wie gut sie wasserabweisend und Tiere vor der Kälte zu isolieren.

Robben, Fischotter und bestimmte Seevögel haben keine dicke Schichten von Körperfett um sie vor der Kälte zu schützen. Nicht nur ist eine Dichtung Haar Dichter als andere Säugetiere, aber es hat eine einzigartigen Mikrostruktur, die das Haar verheddert hält. Dies erleichtert die Luft zwischen den Haaren zu fangen, und da Luft weniger thermisch leitfähige als Wasser ist, es dient dem gleichen Zweck wie beleidigende Schichten von Körperfett.

Für ihre Experimente MIT Teams erstellt eine idealisierte Fell (Bild oben) aus weichem Silikon Kautschukmaterial mit Laser schneiden Formen, so dass sie den Abstand und die Länge der Haare kontrollieren könnten. Sie testeten ihre Kunststoff "Pelzmäntel" durch Eintauchen in eine Flüssigkeit mit einem speziellen Apparat der Tauchen Drehzahlregelung, die Geschwindigkeit, die Viskosität der Flüssigkeit und der Haardichte, unter anderem variieren. Sie fand, dass der Dichter und länger die Haare, die mehr wasserabweisenden Fell erwiesen.

Vor der Arbeit in wasserabweisenden Materialien konzentriert sich weitgehend auf die Nano-Struktur, aber es ist schwierig, um solche Materialien in ausreichend großen Mengen rentabel zu machen. Seal Fell verfügt über ähnliche wasserabweisenden Eigenschaften von Struktur in einem größeren Maßstab (Millimetern oder gar Zentimetern) bestimmt. So wäre es viel einfacher für Materialwissenschaftler, ihre eigenen Bio-Ispired-Materialien zu machen — neue Stoffe für nassen Anzüge, zum Beispiel.

MIT Forschung kann auch weiteren Aufschluss über wie Fledermäuse trinken: sie haben behaarte Zungen, die helfen ihnen Flüssigkeit aufnehmen, wenn sie trinken, ein Beispiel der Kapillarwirkung in der Natur. Die Fledermaus-Zunge hat Anwendungen für die Tauchbeschichtung in Industrie, NATO sagte, besonders für Beschichtung-Objekte, die als glatte Oberflächen strukturiert haben. So könnte ihre Arbeit nützlich, zu beweisen.

Gäbe es mehr zu der Geschichte als isolierende Luftschichten, jedoch. Letztes Jahr, belgische und marokkanische Forscher ein Papier veröffentlicht zum Schluss, dass die Haare in die Mäntel der Eisbären und die Federn der Pfauen (siehe Bild oben) reflektieren Infrarot-Licht, wodurch, wie viel ihre Pelzmäntel gegen Kälte isolieren. Diese Arbeit könnte dazu beitragen, Gebäudeisolierung.

Referenzen:

NATO, Alice Et Al. "Warmhalten mit Fell in kaltem Wasser: Mitnahme von Luft in behaarte Oberflächen" Präsentation #L28.2, 68. jährlichen APS Abteilung für Fluiddynamik Meeting, 23. November 2015.

Simonis, P. Et Al. (2014) "Radiative Beitrag zur thermischen Leitfähigkeit in Tierfelle und andere wolligen Isolatoren" Optics Express 22 2: 1940.

[Via APS Aufteilung der Fluiddynamik]

Bild oben: ein idealisiertes Modell der Pelz. Bildnachweis: Felice Frankel. Bild unten: Ästen eine weiße Pfauenfeder vergrößert. Bildnachweis: Optics Express.