https://frosthead.com

Kommer snart: Otter-inspirerede våddragter

Sæler, hvaler og hvalrosser sprøjter alle sammen i kølige havvande - holdes varme af et tykt lag spæk. Sea oter, selvom lige så lykkelige lynlåse gennem kunne farvande, er relativt svelte i sammenligning. Grunden? Deres storslåede pelsfrakker. Den tykke fuzz er cirka 1.000 gange mere tæt end menneskehår og kan fange luftbobler, der isolerer oterne i frit vand.

Men ingen havde nogensinde set dybt ind i pelsens mekanik indtil nu. Et team af forskere ved MIT undersøgte for nylig egenskaberne ved oter og bæverpels med håb om at låse dens uklare hemmeligheder op. Deres resultater, der er offentliggjort i tidsskriftet Physical Review Fluids, kunne tjene som en guide til nye bioinspirerede materialer, herunder varme, lodne våddragter.

”Vi er især interesseret i våddragter til surfing, hvor atleten ofte bevæger sig mellem luft- og vandmiljøer, ” siger Anette (Peko) Hosoi, seniorforfatter af studiet og maskiningeniørforsker ved MIT, i en pressemeddelelse. ”Vi kan kontrollere længden, afstanden og arrangementet af hårene, hvilket gør det muligt for os at designe strukturer, der matcher bestemte dykkehastigheder og maksimere våtdraktens tørre region.”

Hosoi siger, at projektet var inspireret af et besøg, hun besøgte Taiwan med en gruppe studerende. De besøgte en sportsudstyrsproducent, der lavede våddragter, og virksomheden spurgte, om de studerende havde nogen ideer til bæredygtige eller biologisk inspirerede materialer eller finpudsninger for at gøre bedre dragter. Hjemme fik Hosoi den studerende Alice Nasto i opgave at lave brainstormløsninger. Nasto indså, at pelsen fra semi-akvatiske pattedyr kan have en vis relevans for problemet, men ingen havde endnu dækket sig ned i mekanikken i deres skind.

Forskerne fandt, at længere beskyttelseshår fælder vanddråber, hvilket forhindrer dem i at glide ind i skindet til den kortere underfur, som holder luftlommer, der isolerer oterens hud, rapporterer Weston Williams for Christian Science Monitor . For at teste ideen fabrikerede de pelslignende overflader med tusinder af bløde gummihår, der efterligner oter eller beverpels. De monterede derefter de hårede overflader til et motoriseret trin og dyppede dem ned i silikoneolie for at undersøge, hvordan hårets tæthed påvirkede dannelsen af ​​luftlommer. Det viste sig, at jo tættere håret og jo hurtigere materialet var nedsænket, jo mere luft blev fanget. Holdet var i stand til at udtrykke disse forhold som en ligning, ifølge pressemeddelelsen.

Resultaterne kunne revolutionere våddragtdesign. ”For tiden er våddragter lavet af tunge neoprengummimaterialer, ” fortæller Nasto til Williams. ”Interessant nok er luft 10 gange mere isolerende end neoprengummi. Så hvis du kunne lave en dragt fra et tekstil, der fælder den samme lufttykkelse som tykkelsen af ​​en typisk gummidrakt, ville det være ti gange så isolerende og også mere let. ”

Men denne forskning kunne have meget bredere anvendelser. Ligningen, der beskriver dette forhold, kan være nyttigt til fremstillingsprocesser, såsom industriel dipbelægning, og hjælpe forskere med at beregne, hvor længe de skal dyppe et objekt, inden det begynder at fange luft.

Det er ikke helt åbenlyst, hvordan hårene kunne påføres en våddragt, men forskerne tænker over det. "Selvfølgelig kan du lave en meget behåret våtdrakt, der ligner Cookie Monster, og det ville sandsynligvis fange luft, " siger Hosoi i pressemeddelelsen. ”Men det er sandsynligvis ikke den bedste måde at gøre det på.”

Kommer snart: Otter-inspirerede våddragter