Hülged, vaalad ja rohused pritsivad rõõmsalt jahedas ookeanivees - paksu paksu kihi soojas. Merevestrid, ehkki sama õnnelikud veepinnast läbi tõmbamisega, on võrdlemisi rabedad. Põhjus? Nende suurepärased kasukad. Paks udusulg on umbes 1000 korda tihedam kui inimese juuksed ja võib püüda õhumulle, mis eraldavad saarmasid külmas vees.
Kuid seni polnud keegi kunagi sügavalt uurinud karusnaha mehaanikat. MIT-i teadlaste meeskond uuris hiljuti saarma ja kopra karusnaha omadusi, lootes selle ebamäärased saladused lahti saada. Nende tulemused, mis avaldati ajakirjas Physical Review Fluids, võiksid olla teejuhiks uutele biopihustusega materjalidele, sealhulgas soojadele, karvastele niisketele kostüümidele.
„Meid huvitavad eriti surfamiseks mõeldud märjalt kostüümid, kus sportlane liigub sageli õhu- ja veekeskkonna vahel, “ ütleb uuringu vanemautor ja MIT-i masinaehituse teadur Anette (Peko) Hosoi pressiteates. "Saame kontrollida karvade pikkust, vahekaugust ja paigutust, mis võimaldab meil kujundada tekstuure, et need vastaksid teatud sukelduskiirustele ja maksimeeriksid märja kostüümi kuiva piirkonda."
Hosoi sõnul oli projekt inspireeritud visiidist, mille ta tegi koos õpilasrühmaga Taiwani. Nad külastasid spordikaupade tootjat, kes tegi märja kostüümi, ja ettevõte küsis, kas õpilastel on mingeid ideid säästvate või bioloogiliselt inspireeritud materjalide kohta või näpunäiteid paremate ülikondade valmistamiseks. Koju tagasi andis Hosoi ülesandeks kraadiõppur Alice Nastole ajurünnakuid. Nasto mõistis, et poolveeliste imetajate karusnahal võib olla probleemi jaoks mingit tähtsust, kuid keegi polnud veel süvenenud oma karusnaha mehaanikasse.
Teadlased leidsid, et pikemad kaitsekarvad püüavad veepiisad kinni, takistades neil libiseda karusnahasse lühema aluskarva külge, kus on saarma nahka isoleerivad õhutaskud, teatab Weston Williams ajakirjale Christian Science Monitor . Idee katsetamiseks valmistasid nad tuhandete pehmete kummikarvadega karusnahaga sarnaseid pindu, jäljendades saarma või kopra karusnahka. Seejärel kinnitasid nad karvased pinnad motoriseeritud staadiumisse ja sukeldasid need silikoonõlisse, et uurida, kuidas karvade tihedus mõjutas õhutaskute teket. Selgus, et mida tihedamad juuksed ja mida kiiremini materjal sukeldati, seda rohkem õhku lõksu jäi. Meeskond suutis neid suhteid väljendada võrrandina, selgus pressiteatest.
Leiud võivad pöörduda märja kostüümi kujundamise poole. “Praegu on kostüümid valmistatud rasketest neopreenkummist materjalidest, ” räägib Nasto Williamsile. “Huvitav on see, et õhk on 10 korda isoleerivam kui neopreenkummi. Nii et kui saaksite ülikonna teha tekstiilist, mis püüab kinni õhu paksusest, mis tavalise kummiülikonna paksus, oleks see kümme korda isoleerivam ja ka kergem. ”
Kuid sellel uurimistööl võiks olla palju laiemaid rakendusi. Seda suhet kirjeldav võrrand võib olla kasulik selliste tootmisprotsesside jaoks nagu tööstuslik dipikihi katmine, aidates teadlastel välja arvutada, kui kaua on vaja objekti kasta enne, kui see hakkab õhku püüdma.
Pole täiesti ilmne, kuidas saaks juukseid märjale ülikonnale kanda, kuid teadlased mõtlevad sellele. "Muidugi võiksite teha väga karvase märja kostüümi, mis näeks välja nagu Cookie Monster ja mis tõenäoliselt püüaks õhku lõksu, " ütleb Hosoi pressiteates. "Kuid see pole ilmselt parim viis selle saavutamiseks."
