Hylkeet, valaat ja kurpitsa roiskuvat onnellisesti viileään valtameren vesiin - paksu kerros vaahtoa lämpimästi. Merisaukot, vaikka aivan yhtä onnellinen vetoketju veden läpi, ovat suhteellisen viistoja verrattuna. Syy? Heidän upea turkki. Paksu sumu on noin 1 000 kertaa tiheämpi kuin ihmisen hiukset ja voi vangita ilmakuplat, jotka eristävät saukot kylmässä vedessä.
Mutta kukaan ei ole koskaan ennen tutkinut syvästi turkin mekaniikkaan. MIT: n tutkijaryhmä tutki äskettäin saukon ja majavan turkiksen ominaisuuksia toivoen löytävänsä sen sameat salaisuudet. Heidän tuloksensa, joka julkaistiin Physical Review Fluids -lehdessä , voisi toimia oppaana uusille biohengityksellisille materiaaleille, mukaan lukien lämpimät, karvaiset märkäpuvut.
"Olemme erityisen kiinnostuneita surffausta varten käytetyistä märkäpukuista, joissa urheilija liikkuu usein ilman ja vesiympäristön välillä", tutkimuksen vanhempi kirjoittaja ja MIT: n konetekniikan tutkija Anette (Peko) Hosoi sanoo lehdistötiedotteessa. "Voimme hallita karvojen pituutta, etäisyyttä ja sijoittelua, mikä antaa meille mahdollisuuden suunnitella tekstuurit vastaamaan tiettyjä sukellusnopeuksia ja maksimoimaan märkäpuvun kuiva alue."
Hosoi sanoo, että projekti sai inspiraation vierailusta, jonka hän teki opiskelijaryhmän kanssa Taiwaniin. He vierailivat urheiluvälineiden valmistajassa, joka teki märkäpuvut, ja yritys kysyi, onko opiskelijoilla ideoita kestävistä tai biologisesti inspiroiduista materiaaleista tai parannuksia parempien pukujen tekemistä varten. Kotiin Hosoi antoi jatko-opiskelijalle Alice Nastoon tehtävämiehiä. Nasto tajusi, että puolivettäisten nisäkkäiden turkilla voi olla merkitystä ongelmassa, mutta kukaan ei ollut vielä syventynyt turkkien mekaniikkaan.
Tutkijat havaitsivat, että pidemmät vartijakarvat vangitsevat vesipisaroita ja estävät niitä liukastumasta karpaan lyhyemmäksi alaosaksi, joka pitää saukon ihon eristävät ilmataskut, Weston Williams raportoi Christian Science Monitorille . Idean testaamiseksi he valmistivat turkismaisia pintoja tuhansilla pehmeillä kumikarvoilla, jäljittelemällä saukkoa tai majavan turkista. Sitten ne kiinnitettiin karvaiset pinnat moottoroituun vaiheeseen ja upotettiin ne silikoniöljyyn tutkiakseen, kuinka karvojen tiheys vaikutti ilmataskujen muodostumiseen. Kävi ilmi, että mitä tiheämpi hiukset ja mitä nopeammin materiaali upotettiin, sitä enemmän ilmaa oli jäänyt loukkuun. Ryhmä pystyi ilmaisemaan nämä suhteet yhtälönä, lehdistötiedotteen mukaan.
Havainnot voivat mullistaa märkäpukujen suunnittelun. ”Tällä hetkellä märkäpuvut on valmistettu raskaista neopreenikumeista”, Nasto kertoo Williamsille. ”Mielenkiintoista on, että ilma on 10 kertaa eristävämpi kuin neopreenikumi. Joten jos voisit tehdä puvun tekstiilistä, joka vangitsee saman paksuuden ilman kuin tyypillisen kumipeitteen paksuus, se olisi kymmenen kertaa eristävämpi ja myös kevyempi. "
Mutta tällä tutkimuksella voisi olla paljon laajempia sovelluksia. Tätä suhdetta kuvaava yhtälö voi olla hyödyllinen valmistusprosesseissa, kuten teollisessa dip-pinnoitteessa, auttaen tutkijoita laskemaan kuinka kauan kasta esine ennen kuin se alkaa tarttua ilmaan.
Ei ole täysin selvää, kuinka hiukset voidaan levittää märkäpukuun, mutta tutkijat ajattelevat sitä. "Tietenkin voit tehdä erittäin karvaisen märkäpuvun, joka näyttää Cookie Monsterilta ja todennäköisesti loukkaa ilmaa", Hosoi sanoo lehdistötiedotteessa. "Mutta se ei todennäköisesti ole paras tapa edetä siinä."
