Как кальмара изменения цвета кожи вдохновил новый материал, который может подстерегать или выделения тепла

Эластичные ‘thermocomfort материал имеет потенциал энергосберегающих применений в зданиях и носимых

How a Squid's Color-Changing Skin Inspired a New Material That Can Trap or Release Heat

В видео, набор материалов, ученый и инженер-химик Алон Городецкий на пути к своим последним изобретением, появляется осьминог из водорослей как прыжок пугать в фильмах ужасов. Существо перемещается из камуфляжной окраске, так быстро кажется, материализуется из морской воды. Это “замечательное” видео, говорит доцент в Университете Калифорнии в Ирвине, “действительно изменил траекторию своей карьеры, потому что я начал работать над материалами, вдохновленные головоногие моллюски”. Совсем недавно, Городецкий черпали вдохновение из кальмаров, в частности, ее изменение цвета кожи, чтобы создать новый материал, который может сохранять или не выпускать регулируемое количество тепла. “Thermocomfort материал”, как его команда описывает в журнале Nature Сommunications, имеет множество потенциальных применений, от тепла-регулирующий одежда для энергосберегающих покрытий для крыши.

Кальмары имеют органы, называемые хроматофорами, которые могут быстро расширяться и сжиматься, переходя от Огоньков до пятен цвета 14 раз шире, менее чем за секунду. Изменяя размеры их пятен означает, что различные длины волны света могут отражаться от заданной точки на коже животного в зависимости от того, мышцы кальмара, были сокращены или увеличены хроматофоры. Вместо того чтобы смотреть на видимые световые волны, Городецкий и его команда были заинтересованы в отражении инфракрасного света, который мы ощущаем как тепло. Ученые сделали материал, который состоит из тонкой пленки меди—который очень эффективно отражает инфракрасное тепло—на вершине эластичной, значительно менее отражающим слоем резины. Медный слой покрыт волосные трещины, поэтому, когда thermocomfort материал теребила, отражающей медные куски растащить, позволяя тепло проникает сквозь полимерные (резиновые) между ними.

Городецкий имеет удобную аналогию, чтобы объяснить изобретение его лаборатории: “представьте, что вы получили замерзшее озеро или замороженный океан, и он покрыт льдинами, все эти глыбы льда, которые все столпились рядом друг с другом. Вот какой материал в основном смотрится как в неактивном, так и ООН-растянутом состоянии. Когда вы протягиваете его, вы распространяете все льдины, так что в нашем случае можно увидеть полимера под ними”. Когда тепло попадает в полимер в между медью “льдины”, он передается через материал, а не отражается обратно к его источнику. Из-за слоя меди, материал—“чрезвычайно легкие, Эластичные, резиновые,” на словах—Городецкого блестящими, хотя его цвет осветляет, как он растягивается.

Читайте также:  Аззо Бассоу: неандерталец, доживший до ХХ века?

На ее теплого, thermocomfort материал ловушки (или отражает обратно к телу) тепло почти так же эффективно, как пространство одеяло, что морщинистый алюминиевой фольги-просмотр материала, который был использован для отражения солнечных бликов в пространстве и поддерживать марафонцев’ тепло тела после гонки. Втулка thermocomfort материал повышенной температуры предплечье владельца почти на один градус по Цельсию, что близко к мощности нагрева космического одеяла. Но терморегулирующего материала очень универсальны. При различных степенях растяжения, он может сделать ремни комфортно на 8.2 градусов Цельсия (примерно на 15 градусов по Фаренгейту) период. Когда это 30 процентов протянула она напоминает изолирующей способности Колумбия Omni-тепло флис; на 50 процентов коэффициент растяжения, материал сохраняет тепло, как шерсть. Когда исследователи протянули thermocomfort материал, чтобы удвоить свою первоначальную длину, тепло прошло через него, как если бы это был хлопок. И даже после того, как исследователи расширялись и сокращались материала в 1000 раз, повторное использование не носить его вниз.

Потому что thermocomfort материал был протестирован на медь как внутренний слой прикосновения владельца коже, это означало, что он сохранил теплые пользователей, когда в его компактном состоянии, сохраняя тепло тела. Но если перевернуть материал, Городецкий говорит, он будет держать тепло, как солнце тень размещен на лобовом стекле автомобиля.

В природе коммуникаций бумага, инженеры предполагают различные приложения, среди которых возможность того, что thermocomfort материал может играть роль в снижении количества энергии, предназначенный для удержания пространства умеренного пояса, на которую приходится треть потребления энергии жилых и коммерческих зданий по всему миру. Производство материала следует, Городецкий говорит, быть как недорогие, так и массового производства космических одеялах, которые стоят под $4 на реи, и растяжка занимает минимальное количество энергии, по сравнению с затратами энергии тепловым насосом или системой кондиционирования воздуха. Он воображает медный материал покрытия крыши и окна, или наслаиваться на шатры и другое напольное оборудование для контроля теплового потока. Он может быть использован, он спекулирует, чтобы помочь рассеять тепло от электроники (подумайте, например, о том, как быстро ноутбук может получить слишком жарко). Городецкий также упоминает о небольших, повседневных приложений, как Tupperware-ля контейнеров, чтобы сохранить скоропортящиеся продукты холодными.

Читайте также:  Обезлесение Амазонии В Этом Году Резко Возросла

Городецкий говорит, что его лаборатория больше всего волнует влияние материала на одежду. “Если у тебя есть пиджак, который мог носить каждый, и каждый человек мог приспособиться держать себя комфортно в более широком диапазоне температур, то вам просто необходимо поставить на гораздо меньше энергии, чтобы держать дом в одном температуру”, – объясняет он.

Команда подала заявку на патент, хотя выяснить, как для массового производства thermocomfort материала-это следующий шаг, прежде чем он может найти коммерческое применение. “Перевод данного конкретного [инновации в материаловедении] прямо в одежде занимает изрядную больше технических”, – говорит Люси Данн, содиректор носимых технологий лаборатории Университета Миннесоты, который не был вовлечен в исследование. “Самым большим вопросом для меня”, – говорит Данн, – это, “как вы его протянуть?” Данн плавали несколько вариантов, из низк-texnika ремни, которые регулируют закрепленность одежду на более футуристическое звучание идея интеграции его с материалами, подготовленными к смене формы на основе термальной триггеров. Еще одна инженерная задача, Данн говорит, будет обеспечивать thermocomfort ткань хорошо “дышит”, чтобы соответствовать ожиданиям потребителей комфорта.

Данн видит материала как потенциально полезные в военном камуфляже оборудования, помогая скрыть солдат от инфракрасных датчиков. Интерес к термо-регулирующий носимых технологий, кажется, на подъеме, говорит она. Современные подходы включают в себя техники, как вышивкой волна, которая служит в качестве “личного термостат” браслет, который проходит электрический ток через керамические или металлические пластины, или ее собственных исследований, включающих проводящие нити в электрической мощности без пальцев манжеты, которые распределяют тепло по всему носителя силы. ИК-отражающие материалы как космические одеяла или Omni-жара Колумбии существует, но встроенный изолирующий регулируемость thermocomfort материал Городецкого отличает ее.

Читайте также:  Почему колбасу режут под углом (альтернативная версия)

В следующий раз вы найдете себя холодно и схватив свой “офисный свитер,” просто подумайте: может быть, один день Вы будете носить медно-красная куртка, и все, что потребуется, чтобы сделать себя комфортно с одним нажатием кнопки или дернуть за рукав.

Оцените статью
YouTesla.ru
Добавить комментарий