Структура шерсті ведмедя повинна захищати від втрати тепла, а шипи кактуса - від екстремальних умов у пустелі. Польська професорка Урсула Стахевич разом з командою відтворила наноструктуру цих обʼєктів у полімерних матеріалах, які можуть слугувати як теплоізоляція, до прикладу, у будівництві та військовому тепловому камуфляжі. Про це пише Portal Samorzadowy.PL.
"Ми застосовуємо біоміметизм, тобто "підглядаємо" за рішеннями, розробленими тваринами чи рослинами, і відтворюємо їх, щоб вирішувати наші завдання", - пояснила Стахевич.
Вчені з команди Урсули охарактеризували мікроскопічну структуру шерсті білого ведмедя, яка порожниста всередині, а повітряний канал у її внутрішній частині забезпечує додатковий захист від холоду. Науковці створили волокна зі схожою будовою, які мають подвійну оболонку та порожнисту серцевину. Для їхнього виробництва було використано полістирол та поліуретан - полімери, які відомі в будівництві.
Діаметр таких волокон у тисячу разів тонший за людську волосину, тому матеріал не нагадує хутро за зовнішнім виглядом і на дотик, проте імітує його фізичні властивості.
"Наші мати дуже легкі та еластичні. Їх можна згорнути, як паперову хустинку, і пристосувати до будь-якої форми. Матеріал містить аж 90 % повітря, що при такій високій пористості робить його чудовим ізолятором", - запевнила Стахевич.
Мати з нановолокном у вікнах значно зменшують втрати енергії
Ефективність такого рішення перевіряли у віконних рамах. Тепловізійна камера підтвердила, що заповнення порожніх просторів рами матами з нановолокна значно зменшує втрати енергії. Взимку це утримує тепло всередині, а влітку захищає від спеки.
"Природа вчить нас ще чомусь: полярні ведмеді мають чорну шкіру, яка поглинає сонячну енергію, а шар жиру діє як накопичувач тепла. Ми хочемо отримати подібний ефект у матеріалах типу PCM (phase change materials) з додаванням гліколю чи шаруватого вугілля, які поглинають і вивільняють енергію залежно від температури", - сказала дослідниця.
Ще одним натхненням для команди став кактус Cephalocereus senilis (Old Man Cactus), "сиве" волосся якого має під мікроскопом специфічні борозенки.
"Створені на їхній основі волокна з полікарбонату ефективно утримують повітря, ускладнюючи теплообмін. Вчені продемонстрували корисність цього матеріалу на прикладі ізоляції для труб з гарячою водою - вона може бути значно тоншою за стандартну гуму, зберігаючи ті самі параметри", - додали у виданні.
Стахевич вважає, що електропряжу можна використовувати в дуже багатьох сферах.
"Це крок у напрямку інтелектуальних текстильних виробів. Уявімо собі кофту, яка пристосовується до температури тіла, контролює рівень цукру у поті, а завдяки енергії від руху користувача заряджає телефон. Це вже не є чистою науковою фантастикою", - зауважила професорка.
За її словами, такі нитки можуть використовуватися й для виробництва теплового камуфляжу, роблячи користувача менш помітним для дронів та тепловізійних камер.
"Як науковці, ми проводимо фундаментальні дослідження, але вони майже відразу ж перетворюються на практичні застосування. Однак нам потрібна промисловість, яка впровадить ці ідеї у масове виробництво", - наголосила Стахевич.
Інші відкриття вчених
Як писав УНІАН, раніше дослідники знайшли озеро, відірване від світу мільйони років. Зазначається, що підльодовикові озера є настільки ізольованими, що їхні води виконують роль природних капсул часу.
Також повідомлялось, що у Європі виявили гігантське родовище корисних копалин, яке може зменшити залежність від Китаю. Відомо, що Китай контролює близько 90% світового перероблення корисних копалин, а у 2024 році 95% їхнього імпорту до ЄС надходило саме з КНР, Малайзії та Росії.
