خز خرس قطبی کلیدی برای تولید منسوجات گرم

اغلب، زمانی که به بشر دنبال پاسخی برای مشکلات انسانی خود است، دانشمندان به حیواناتی روی می ‌آورند که قبلاً راه‌ حل‌های این چالش را به دست آورده اند. بنابراین زمانی که نیاز به تولید پارچه ای برای به مبارزه با سرما فرا رسید، تیمی از محققان از خرس های قطبی کمک گرفتند.

به گزارش سیناپرس، پژوهشگران به خرس های قطبی نگاه کردند که لایه های بیرونی بدنشان به آن ها اجازه می دهد تا دمای منفی ۴۶ سانتی گراد را تحمل کنند. محققان دریافتند این راز به رابطه بین خز منحصر به فرد خرس های قطبی و پوست سیاهی که در زیر آن قرار دارد مربوط می شود.

حیوانات به طور مداوم در حال الهام بخشیدن به انسان ها هستند، زیرا دانشمندان به دنبال توسعه محصولات و فناوری های جدید از طریق شاخه ای از علم به نام بیومیمیک هستند. این امر به ویژه در دنیای توسعه نساجی صادق است.

در حالی که خرس‌های قطبی همیشه موضوعی منطقی برای جستجوی راه‌هایی برای ایجاد پارچه‌های فوق‌ گرم بودند، محققان دانشگاه ماساچوست آمهرست می‌ گویند که آنها برای اولین بار در ۸۰ سال گذشته یک ماده مصنوعی ساختند که به طور کامل روش زنده ماندن جانوران در قطب شمال را تقلید می‌کند.

به عنوان بخشی از تحقیقاتی که منجر به ساخت این ماده شد، تیم تحقیقاتی کشف کردند که خرس‌های قطبی روشی دوگانه برای گرفتن و حفظ گرما از نور خورشید دارند. به گزارش سیناپرس، موهایی که پوشش آنها را تشکیل می دهند مانند نوعی سیستم انتقال فیبر نوری عمل می کنند که گرما را به پوستی که در زیر آن قرار دارد هدایت می کند. از آنجایی که پوست خرس قطبی سیاه است، می تواند گرما را به راحتی جذب کند. پس از گرم شدن پوست، خز خرس ها به عنوان یک لایه عایق عمل کرده و گرما را در بدن آنها نگه می دارد.

دو مطالعه قبلی نشان داده اند که خز خرس قطبی به دو دلیل در حفظ گرما خوب است. اولاً، موهای منفردی که آن را تشکیل می ‌دهند توخالی بوده و رسانای حرارتی خوبی نیستند، و دوم اینکه، موها به در جلوگیری از تلف کردن انرژی حرارتی را به فضای اطراف، خوب هستند.

برای پارچه جدید الهام گرفته شده از خرس قطبی، محققان یک لایه پایه متشکل از نایلون پوشیده شده در یک پلیمر تیره به نام PEDOT ایجاد کردند. این پوشش به دلیل قابلیت حفظ گرما شناخته شده است و در آجرهای هوشمند، باتری‌های بهتر، الکترودهای بهبود یافته مانیتورینگ مغز و یک آئروژل تصفیه کننده آب به کار می رود.

در بالای لایه PEDOT، دانشمندان رشته های پلی پروپیلن شفافی اضافه کردند که می توانست نور مرئی را به سمت پایین بکشد تا گرم شود. آزمایش‌ها نشان داد که ماده جدید، سبک بوده و در حفظ گرما بهتر از پنبه است. در واقع، یک ژاکت ساخته شده از مواد جدید ۳۰ درصد در مقایسه با پنبه سبک‌تر است و می‌تواند در دمای ۱۰ درجه سانتی‌گراد سردتر، پوشندگان را گرم تر نگه دارد.

جالب اینجاست که محققان می گویند که آنها معتقدند این ماده می تواند در گرم کردن کاربران از طریق هر منبع نوری موثر باشد. تولید لباس‌هایی که می‌ توانند به این شکل عمل کنند، می ‌تواند میزان انرژی مصرفی افراد برای گرم ماندن در خانه را در هنگام سرد شدن هوا تغییر دهد.

به گزارش سیناپرس، وسلی ویولا (Wesley Viola) پژوهشگر ارشد این تحقیق گفت: گرمایش محیط مقادیر زیادی انرژی مصرف می ‌کند که عمدتاً از سوخت‌های فسیلی مشتق می ‌شود. در حالی که منسوجات جدید می توانند با ساختار به دام انداختن نور، به اندازه کافی کارآمد عمل کرده و این رویکرد می تواند بسیار پایدارتر از وضعیت موجود باشد.

شرح کامل این تحقیق در مجله ACS Applied Material Interfaces منتشر شده است.

مترجم: فاطمه امینی

No tags for this post.