水下保暖神器:皮毛潛水服

類別: 新奇

水下保暖神器:皮毛潛水服

忘掉那些光滑的潛水服吧,毛皮外套或許終有一日能夠使潛水者在水下保持溫暖。在寒冷的水域中,海豚和鯨魚依靠它們厚厚的脂肪進行保暖,而海狗和海獺則依賴於它們那稠密的皮毛來留住空氣層。由於空氣和水一樣不導熱,因此空氣層能夠防止熱量流失。如今,MIT的機械工程師Alice Nasto製造了一種人工仿製皮毛,以探究它們的保護作用。

研究人員使用鐳射切割的塑膠模,將矽橡膠製成皮毛表面。隨後,他們以精準速度將皮毛置於不同粘稠度的液體(如矽油)中,對皮毛屬性(如毛髮長度和間隔)的效果進行測驗。結果發現,毛髮的設定對防溼效能至關重要——毛髮越長、越濃密,表面便越能夠留住空氣、保持乾燥。

其實,這些毛髮就像管道一樣。毛髮之間的距離越近,“管道”留住空氣的能力便越強;毛髮越長,“管道”便能容納越多的空氣。如果管道很短,它們會在下水之後立刻變溼(充滿液體);如果管道夠長,它們便能抵抗液體的滲入,保留住空氣。

先前的防水錶面研究都依賴於奈米或微米材料的結構,即分子和細胞的尺寸,水滴能夠棲息於這些結構上方。而這是有史以來第一遭,研究人員發現較大尺寸的結構(毫米到釐米)也有類似的防水效能,例如皮毛。此外,這種材料的製作應該比微小的前者容易一些。

研究人員將統一長度的堅硬而光滑的短毛垂直立在材料表面,進行實驗。而未來研究可以探究其它各種不同的毛髮種類,例如長毛、軟毛、粗糙毛、斜毛、長短毛混合。此外,皮膚的油脂或許也影響到毛髮的防水性。

毛髮可以通過困住空氣,使潛水服獲得更多浮力。不過,研究人員尚不確定這些毛髮會如何影響水中的阻力。另外,研究人員只探究了毛髮材料從空氣進入液體的情況,他們還應對相反情況進行探究——在這一情況下,液體會被困在毛髮材料中。蝙蝠的舌頭上佈滿了毛髮,並利用這一機制來飲用甘露。因此,我們不僅需要了解如何才能在水下保持乾燥,還要探究出水後的情況,這樣才能真正幫助潛水服材料的研發。

[蛋花 via popsci]

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