خز خرس قطبی کلیدی برای تولید منسوجات گرم

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما پژوهشگران به خرس‌های قطبی نگاه کردند که لایه‌های بیرونی بدنشان به آن‌ها اجازه می‌دهد تا دمای منفی ۴۶ سانتی گراد را تحمل کنند. محققان دریافتند این راز به ارتباط بین خز منحصر به فرد خرس‌های قطبی و پوست سیاهی که در زیر آن قرار دارد مربوط می‌شود.

حیوانات به طور مداوم در حال الهام بخشیدن به انسان‌ها هستند، زیرا دانشمندان به دنبال توسعه محصولات و فناوری‌های جدید از طریق شاخه‌ای از علم به نام بیومیمیک هستند. این امر به ویژه در دنیای توسعه نساجی صادق است.

در حالیکه خرس‌های قطبی همیشه موضوعی منطقی برای جستجوی راه‌هایی برای ایجاد پارچه‌های فوق گرم بودند، محققان دانشگاه ماساچوست آمهرست می‌گویند 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.

بنا بر اعلام سیناپرس، مو‌هایی که پوشش آن‌ها را تشکیل می‌دهند مانند نوعی سیستم انتقال فیبر نوری عمل می‌کنند که گرما را به پوستی که در زیر آن قرار دارد هدایت می‌کند. از آنجایی که پوست خرس قطبی سیاه است، می‌تواند گرما را به راحتی جذب کند. پس از گرم شدن پوست، خز خرس‌ها به عنوان یک لایه عایق عمل کرده و گرما را در بدن آن‌ها نگه می‌دارد.

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 می‌دهند توخالی بوده و رسانای حرارتی خوبی نیستند، و دوم اینکه، مو‌ها 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 می‌رود.

در بالای لایه PEDOT، دانشمندان رشته‌های پلی پروپیلن شفافی اضافه کردند که می‌توانست 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 گرم‌تر نگه دارد.

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

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

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