@ 2016.01.20 , 17:00
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水下保暖神器:皮毛潜水服

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忘掉那些光滑的潜水服吧,毛皮外套或许终有一日能够使潜水者在水下保持温暖。在寒冷的水域中,海豚和鲸鱼依靠它们厚厚的脂肪进行保暖,而海狗和海獭则依赖于它们那稠密的皮毛来留住空气层。由于空气和水一样不导热,因此空气层能够防止热量流失。如今,MIT的机械工程师Alice Nasto制造了一种人工仿制皮毛,以探究它们的保护作用。

我们小组从生物界获取灵感,研究了大量相关流体力学问题,比如蜗牛如何运用黏液进行移动、水黾如何在水上行走。

研究人员使用激光切割的塑胶模,将硅橡胶制成皮毛表面。随后,他们以精准速度将皮毛置于不同粘稠度的液体(如硅油)中,对皮毛属性(如毛发长度和间隔)的效果进行测验。结果发现,毛发的设置对防湿性能至关重要——毛发越长、越浓密,表面便越能够留住空气、保持干燥。

其实,这些毛发就像管道一样。毛发之间的距离越近,“管道”留住空气的能力便越强;毛发越长,“管道”便能容纳越多的空气。如果管道很短,它们会在下水之后立刻变湿(充满液体);如果管道够长,它们便能抵抗液体的渗入,保留住空气。

先前的防水表面研究都依赖于纳米或微米材料的结构,即分子和细胞的尺寸,水滴能够栖息于这些结构上方。而这是有史以来第一遭,研究人员发现较大尺寸的结构(毫米到厘米)也有类似的防水性能,例如皮毛。此外,这种材料的制作应该比微小的前者容易一些。

研究人员将统一长度的坚硬而光滑的短毛垂直立在材料表面,进行实验。而未来研究可以探究其它各种不同的毛发种类,例如长毛、软毛、粗糙毛、斜毛、长短毛混合。此外,皮肤的油脂或许也影响到毛发的防水性。

毛发可以通过困住空气,使潜水服获得更多浮力。不过,研究人员尚不确定这些毛发会如何影响水中的阻力。另外,研究人员只探究了毛发材料从空气进入液体的情况,他们还应对相反情况进行探究——在这一情况下,液体会被困在毛发材料中。蝙蝠的舌头上布满了毛发,并利用这一机制来饮用甘露。因此,我们不仅需要了解如何才能在水下保持干燥,还要探究出水后的情况,这样才能真正帮助潜水服材料的研发。

本文译自 popsci,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 26+1

  1. 3043075

    水獭…………………!

    [15] XX [1] 回复 [0]
  2. 帮主
    @2 years ago
    3043076

    我只想知道带刺的那一面朝里还是朝外?

    [37] XX [4] 回复 [0]
  3. 裤兜里的毒药
    @2 years ago
    3043077

    看的有点累,我给出个建议,潜水服里面穿个保暖内衣应该能解决防水和保暖的问题

    [56] XX [15] 回复 [0]
  4. 3043078

    应该毛朝里啊,既能保暖又能不增加阻力

  5. 呵呵
    @2 years ago
    3043079

    加绒 加厚 澳洲羊羔毛2016新款正品时尚潜水服秒杀这个

    [13] XX [2] 回复 [0]
  6. 感冒清片
    @2 years ago
    3043080

    为嘛不直接做成双层的,中间用网格夹心,保证强度还能储存空气,空气量应该也比这个毛发多,外表还能保持光滑减少阻力,维护也更简单,

    [12] XX [6] 回复 [0]
  7. 感冒清片
    @2 years ago
    3043085

    我的评论呢?这玩意,打了一堆提交了你告诉我没评论成功?

  8. 感冒清片
    @2 years ago
    3043086

    外国人也是费劲,就研究个这玩意也来骗钱。做双层,中间用细长条状材料做网格,做成个“夹心饼干”,空气比你这毛发多多了,保暖效果杠杠的,还不影响外表减小摩擦的设计,维护也更容易

    [3] XX [17] 回复 [0]
  9. 3043087

    看小图我竟然以为……我没救了/手动挥手

  10. zlowly
    @2 years ago
    3043088

    是给泳衣的吧?除了干衣,潜水衣才不会希望里面含空气呢,会造成不同水压下浮力变化太大,潜水的就是无法保持稳定中性浮力是很麻烦甚至很危险的。

  11. 感冒清片
    @2 years ago
    3043092

    也是费劲。做成双层,中间用细长条的材料做成网格,就成了“夹心饼干”,空气量比你多,保暖性比你好,摩擦力比你小,维护比你容易。总结:没个叼用

    [2] XX [11] 回复 [0]
  12. 感冒清片
    @2 years ago
    3043094

    啊啊啊啊,这是什么评论系统,一下出来这么多,我错了

  13. 3043100

    这个难道不是科学常识吗 还需要麻省理工的大牛研究?

  14. 3043133

    由于空气和水一样不导热……
    小编你出来哦 我是不是可以不穿衣服下去。

  15. 哈佛教授
    @2 years ago
    3043144

    我觉得这玩意洗来会很费劲。。。

  16. 小杰
    @2 years ago
    3043146

    第三行开头: 空气和水不导热???? 水不导热????

  17. 呐喊64
    @2 years ago
    3043159

    @小杰: 流动的水与水是两个概念。

  18. 逗比
    @2 years ago
    3043170

    卧槽这个煞笔评论系统,我还没发完就自动发出去了

  19. 3043232

    在潜水里面充气不就行了吗…

  20. 猫猫
    @2 years ago
    3043244

    还能沉下去吗?

  21. 客卿
    @2 years ago
    3043375

    这个潜水服最好有点透气性,不然黏在身上很痛苦。。。

  22. 3043396

    @zlowly:
    所以要做成用“毛发”支撑的结构嘛

  23. 3043404

    @感冒清片: 233333我也被坑过

  24. 3043916

    奶茶?

  25. 双黄蛋
    @2 years ago
    3044241

    套条秋裤

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