2017-04-28 10:22:21分類:行業(yè)資訊4695
潛水員們,將那光滑時尚的潛水服忘記吧,想要在水下保持溫暖選的應該是毛皮類的潛水服。我們觀察海豚與鯨魚的時候,就會發(fā)現(xiàn)它們在水里的保暖都是依靠厚厚的脂肪,而海豹與海獺依靠的則是其濃密的毛皮,將身體周圍的空氣保留,主要是因為空氣與水都是不傳熱的,它可以防止熱量的損失?,F(xiàn)在,來自麻省理工學院的機械工程師 Alice Nasto 研發(fā)了一種人工仿制的毛皮,用來研究的是毛皮對海洋生物的保護作用。她說:“我們的小組對很多仿生流體力學的問題做了研究,比如蝸牛如何運動、水黽是怎樣在水上行走的等。”
研究人員通過對激光切割的丙烯酸模具的利用,將硅橡膠制做出了這種皮毛。然后,他們將這些材料以非常精準的速度放到了各種不同粘度的液體當中,比如硅油,并且還對皮毛的不同規(guī)格屬性產(chǎn)生的影響做了測試,比如皮毛的長度以及間距等等。
Alice Nasto 和她的同事發(fā)現(xiàn),這些皮毛在防濕上真的起到了很重要的作用。具體來說,毛發(fā)越長、間隔越緊密的皮毛,表面在捕捉空氣與保持干燥上的表現(xiàn)就非常的出色。
從本質(zhì)上來說,這些人工皮毛就跟一排排的管道一樣,毛發(fā)間隔越小,就越能留住空氣,毛發(fā)越長則可以保持越多的空氣。Alice Nasto 說:“如果管子很短的話,它們碰到水就會被弄濕(即充滿了液體,無法留住空氣),而如果管子是長的,它們就可以抵抗液體的滲透,從而留住空氣。”
大多數(shù)之前的研究在研究防水表面結(jié)構(gòu)的時候都依賴于納米或者微米材料,尺寸相當于分子和細胞。水滴能夠停留在這些結(jié)構(gòu)上。而現(xiàn)在,Alice Nasto 和她的同事第一次發(fā)現(xiàn),較大尺寸的結(jié)構(gòu)(毫米到厘米級別)也擁有類似的防水性能,比如皮毛。
此外,研究人員表示,這種材料可能比納米和微米級別的結(jié)構(gòu)要更加容易制作一些。在研究的過程中,他們嘗試著在材料表面上使用一些短、硬并且長度均勻的毛發(fā)。在未來,研究人員還將可以對不同種類的毛發(fā)進行探索,比如長的、軟的、傾斜的或者是長短混合的等等。
不過,皮膚上的油脂可能會對皮毛的防水性產(chǎn)生一定的影響。另外,因為可以留住空氣的關(guān)系,毛發(fā)還可以讓潛水服獲得更大的浮力。但是研究人員并不確定它們是如何影響水中的阻力的。
據(jù)了解,科學家們已經(jīng)在去年 11 月底的美國物理學會流體力學年會上詳細介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。