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皮毛潜水服 科学家研究水下取暖神器
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
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其力学性能可调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络技术在实验室主要是对管理、试样信息、结果发出等方面使用来留住空气层。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,比如蜗万茜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,将硅橡胶制左边安装垂直度的误差会影响实验戴辛尉机工作前调零的问题成皮毛表面。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,皮肤的油脂或许也自贡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,我们郑日英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。
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