@ 2016.10.08 , 21:00
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海狸的馈赠:裹着一层皮毛的新型潜水衣

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MIT的工程师们从海狸和水獭身上获取了灵感,发明了一种人造皮毛,可以让人类在冷水中保持温暖,该研究已经发表在Physical Review Fluids上。

文中深度分析了海狸这样的哺乳动物如何在潜水时保持体温的原理。

为了创造皮毛表面,研究者们首先用激光在腈纶块上打出数千个小洞,用来制造人造毛模具,然后使用软件改变每根毛发的尺寸和间隔,再填入一种叫做PDMS(聚二甲硅氧烷)的软性浇注胶,最后取出毛皮表面。

在他们的实验中,科学家们将每块皮毛贴在一个垂直机动平台上,毛发朝外。团队将表面浸入硅油中,从而可以形成气泡,方便观察。

随着每个表面浸入液体中,科学家们可以看到液体和空气之间形成了清晰的分界,越靠近表面的毛发附近,空气层就越厚,随着毛发深度逐步变薄。研究者们发现毛发越密的皮毛在以更快的速度入水时,形成的空气隔层最厚。

从这些实验中,研究者得出结论,毛发间隔与入水速度对表面阻滞的空气量有着重要影响。

为了从数学角度描述这种空气阻滞效应,研究者们将毛发表面视作一堆管子的集合。然后他们模拟水流并测量水流和空气层之间的应力平衡。

“基本上说,我们发现是水的重量将空气推了进去,但是液体的黏性在抵抗流动,”研究作者,MIT机械工程教授Anette (Peko) Hosoi说。“水就黏住了毛发,从而阻止其一路渗透到根部。”

MIT团队将实验结果用在了他们的方程上,发现他们的预测跟数据高度吻合。他们现在可以精确地使用方程计算皮毛表面所能形成的空气层厚度。

“人们已经知道这些动物会使用皮毛阻滞空气,”Hosoi说。“但是,给他们一块皮毛,他们却无法回答这个问题:它到底能不能阻滞空气?我们现在填补了这一空缺,并且可以说,‘如果毛发密度长度以及入水速度满足一定要求,就能阻滞空气,否则就不行,’我们在设计潜水服时就需要这些信息。”

“当然,你也可以做一件毛发贼多的潜水服,一定也能阻滞空气,但是这肯定不是最佳的方式,”她补充说。

本文译自 redorbit,由译者 许叔 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 10+1

  1. 西奥笑
    @12 months ago
    3275486

    看到题图,一股浓浓的既视感。然后…
    http://jandan.net/2016/01/20/furry-diving-suit.html
    水下保暖神器:皮毛潜水服

    [44] XX [0] 回复 [0]
  2. 3275497

    蛋花和Xushu是一个人

  3. 3275503

    海狸先生你的牙齿为什么这么白~
    别TM给我废话多了我现在卖皮衣!

    [16] XX [0] 回复 [0]
  4. 🐕💨
    @12 months ago
    3275516

    《震惊!新型潜水衣原材料竟然是它》

    [20] XX [1] 回复 [0]
  5. 3275520

    所以,每做一件潜水衣,杀害一只海狸怪~~

  6. haili042
    @12 months ago
    3275608

    有多少人知道有个动画片的角色叫z海狸。。。(暴露年龄)

  7. 高等数学II
    @12 months ago
    3275627

    海狸:放你妈的屁,老子什么时候授权了

  8. xpwinner
    @12 months ago
    3275781

    没有买卖,就没有杀害

  9. 晚秋的霜
    @12 months ago
    3275871

    一直觉得最保暖的材料是泡沫

  10. 3275952

    稿费超好骗系列

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