Još
Dodatno

Ukucajte željeni termin u pretragu i pritisnite ENTER

Krzno i perje greju životinje tako što rasipaju svetlost

U radu koji ima velike posledice za poboljšanje učinka građevinske izolacije, naučnici sa Univerziteta u Namuru u Belgiji i Univerziteta Hasan I u Maroku došli su do rezultata koji govore da dlake koje reflektuju infracrvenu svetlost ...

  Izvor: Foto: Thinkstock

Ekspert za biofotoniku Prisila Simonis, istraživačica Univerziteta u Namuru i vodeći autor istraživanja, bila je zaintrigirana sposobnošću polarnih medveda da izoluju svoja tela sa temperaturom od 37 stepeni Celzijusa čak i tokom dugih, hladnih zima kada spoljašnja temperatura ume da padne i ispod 40 stepeni Celzijusa. Podvig je posebno impresivan kada se uzme u obzir da debljina medveđeg krzna iznosi samo 5 centimetara.

Izolaciona moć životinja naterala je Simonisovu da se zapita zašto toplotna izolacija na zgradama ne radi podjednako dobro. “Zašto nam treba najmanje 60 centimetara staklene vune (uobičajenog tipa izolacije napravljenog od minerala i vlakana stakla) da bi dobili temperaturu od 20 stepeni Celzijusa u prostoriji, kada je napolju oko -5 stepeni Celzijusa?”, zapitala se. “Zašto je krzno polarnog medveda efikasnije od onoga što mi možemo da učinimo za naše kuće?”

Simonisova i njen tim pokušali su da odgovore na ova pitanja istraživanjem dva različita načina na koji toplota može da putuje: radijacije, koja prenosi termalnu energiju putem elektromagnetskih talasa, i kondukcijom, koja prenosi termalnu energiju putem vibracija susednih atoma i molekula. Većina ljudi pretpostavlja da se krzna i perja životinja zagrevaju primarno zarobljavanjem sloja vazduha koji usporava toplotnu kondukciju, kaže Simonis. Međutim njene kolege i ona sumnjaju da radijacija možda igra veću ulogu.

Naučnici su izvršili početne proračune koji su pokazali da bi gubitkom toplote između dva tela koja su odvojena vazduhom dominirala radijacija, a ne kondukcija. Da bi dalje istražili radijacijski gubitak toplote, tim je stvorio jednostavan kompjuterski model koji se sastoji od toplog i hladnog termostata koji grubo simuliraju životinjsko telo i spoljašnje, hladnije okruženje. Dva termostata su razdvojena praznim prostorom i koji su ubačeni “radijacioni štitovi” koji mogu da imitiraju pojedinačne dlake u krznenom “kaputu”.

U jednoj verziji modela, istraživači su uključili takozvane crne štitove, koji ubijaju svu radijaciju koja ih pogodi. U drugoj verziji, korišćena su neprozirni sivi štitovi. “Sivo telo ima neku transmisiju i refleksiju takođe.”, rekla je Simonisova.

Simonisova i njene kolege otkrili su da kako se refleksija radiacionih štitova povećavala, tako se stopa prenosa toplote između toplog i hladnog termostata dramatično smanjivala. Dodavanje štitova je takođe dramatično redukovalo gubitak energije. Sve zajedno, model ukazuje da uzastopno rasipanje infracrvene svetlosti između radiacionih štitova, nalik individualnim dlakama i perjima, može biti glavni mehanizam za toplotno izolaciono svojstvo krzna i perja.

Svojstvo rasipanja svetlosti koje ima životinjsko krzno može imati dvostruku svrhu, naglašava Simonisova. Uz pravu strukturu, krzno i perje može proizvesti dovoljnu toplotnu izolaciju u širem infracrvenom spektru, dok u isto vreme rasipa vidljivu svetlost kako bi proizvelo beo izgled u vidljivom spektru. “To je naročito korisno za životinje, poput sisara i ptica, koje žive u snežnim predelima.”, kaže Simonisova, budući da im ujedno pruža i toplinu i kamuflažu.

Što se tiče ljudi, fokusiranje na načine na koje se može smanjiti gubitak radijacijske toplote može dovesti do razvoja novog tipa ultratanke izolacije. “Ideja je da se uveća interakcija elektromagnetnih talasa sa sivim telima – reflektujućim telima, poput metala, sa veoma malom emisijom i bez transparentnosti – u veoma tankim materijalima.”, kaže Simonisova i dodaje: “To se može postići ili većom količinom slojeva ili tipom ‘krzna’ prilagođenim u te svrhe.”

Komentari 0

Vaš komentar je uspešno poslat i postaće vidljiv čim ga naši administratori odobre.

Slanje komentara nije uspelo.

Nevalidna CAPTCHA

Inicijalizacija u toku...

Najnovije

Priroda

Nauka