Эффективность такого решения проверялась на оконных рамах.
Структура шерсти медведя должна защищать от потери тепла, а шипы кактуса - от экстремальных условий в пустыне. Польская профессор Урсула Стахевич вместе с командой воссоздала наноструктуру этих объектов в полимерных материалах, которые могут служить в качестве теплоизоляции, например, в строительстве и военном тепловом камуфляже. Об этом пишет Portal Samorzadowy.PL.
"Мы применяем биомиметизм, то есть "подглядываем" за решениями, разработанными животными или растениями, и воспроизводим их, чтобы решать наши задачи", - объяснила Стахевич.
Ученые из команды Урсулы охарактеризовали микроскопическую структуру шерсти белого медведя, которая полая внутри, а воздушный канал в ее внутренней части обеспечивает дополнительную защиту от холода. Ученые создали волокна со схожим строением, которые имеют двойную оболочку и полые сердцевины. Для их производства были использованы полистирол и полиуретан - полимеры, хорошо известные в строительстве.
Диаметр таких волокон в тысячу раз тоньше человеческого волоса, поэтому материал не напоминает мех по внешнему виду и на ощупь, однако имитирует его физические свойства.
"Наши маты очень легкие и эластичные. Их можно свернуть, как бумажный платок, и приспособить к любой форме. Материал содержит целых 90 % воздуха, что при такой высокой пористости делает его прекрасным изолятором", - заверила Стахевич.
Эффективность такого решения проверялась на оконных рамах. Тепловизионная камера подтвердила, что заполнение пустых пространств рамы матами из нановолокна значительно уменьшает потери энергии. Зимой это удерживает тепло внутри, а летом защищает от жары.
"Природа учит нас еще чему-то: у полярных медведей черная кожа, которая поглощает солнечную энергию, а слой жира действует как накопитель тепла. Мы хотим получить подобный эффект в материалах типа PCM (phase change materials) с добавлением гликоля или слоистого угля, которые поглощают и высвобождают энергию в зависимости от температуры", - сказала исследовательница.
Еще одним источником вдохновения для команды стал кактус Cephalocereus senilis (Old Man Cactus), "седые" волоски которого под микроскопом имеют специфические бороздки.
"Созданные на их основе волокна из поликарбоната эффективно удерживают воздух, затрудняя теплообмен. Ученые продемонстрировали полезность этого материала на примере изоляции для труб с горячей водой - она может быть значительно тоньше стандартной резины, сохраняя те же параметры", - добавили в издании.
Стахевич считает, что электропряжу можно использовать во многих сферах.
"Это шаг в направлении интеллектуальных текстильных изделий. Представим себе кофту, которая приспосабливается к температуре тела, контролирует уровень сахара в поте, а благодаря энергии от движения пользователя заряжает телефон. Это уже не чистая научная фантастика", - отметила профессор.
По ее словам, такие нити могут использоваться и для производства теплового камуфляжа, делая пользователя менее заметным для дронов и тепловизионных камер.
"Как ученые, мы проводим фундаментальные исследования, но они почти сразу же превращаются в практические применения. Однако нам нужна промышленность, которая внедрит эти идеи в массовое производство", - подчеркнула Стахевич.
Как писал УНИАН, ранее исследователи нашли озеро, отрезанное от мира миллионы лет. Отмечается, что подледниковые озера настолько изолированы, что их воды выполняют роль природных капсул времени.
Также сообщалось, что в Европе обнаружили гигантское месторождение полезных ископаемых, которое может уменьшить зависимость от Китая. Известно, что Китай контролирует около 90% мировой переработки полезных ископаемых, а в 2024 году 95% их импорта в ЕС поступало именно из КНР, Малайзии и России.