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E世博手机版:北极熊防寒“黑科技”:用毛皮留住静止的空气

时间:2021/1/16 12:15:05  作者:  来源:  查看:49  评论:0
内容摘要:  北极熊防寒“黑科技”:用毛皮留住静止的空气  2021年初,极寒天气仍在北半球一些地区肆虐,西班牙更是遭遇了百年不遇的超强降雪。在春天到来之前,我们仍要忍耐寒冷,并努力给自己做好保暖工作。  说到保暖的衣物,除了受到环保主义者抗议的毛皮大衣之外,目前最好的选择就是羽绒服了。但...
  北极熊防寒“黑科技”:用毛皮留住静止的空气

  2021年初,极寒天气仍在北半球一些地区肆虐,西班牙更是遭遇了百年不遇的超强降雪。在春天到来之前,我们仍要忍耐寒冷,并努力给自己做好保暖工作。

  说到保暖的衣物,除了受到环保主义者抗议的毛皮大衣之外,目前最好的选择就是羽绒服了。但你是否知道:羽绒服所使用的技术,其灵感来自于这个地球上最不怕冷的生物——北极熊吗?

  在极寒天气里,风和水是真正的敌人。想象一下掉进冰窟里的感觉,以及那些丧命于冰冷海水中的泰坦尼克号乘客们。但是,即便在最冷的天气里,北极熊也能在冰山上玩耍,还能在北冰洋的海水中游上10多公里。

  北极熊的皮毛,可以说是现阶段全世界最保暖的“天然衣物”,这其中蕴藏的“黑科技”,可以说非常厉害了。

  黑色的皮肤吸热

  中空的毛管保暖

  北极熊的皮毛,是目前地球上保暖最好的“天然衣物”。人们冬装里填充的保暖棉、羽绒服和棉服的热反射技术,都用到了和北极熊皮毛有关的仿生科技。

  这里有个简单而关键的知识点:静止的空气是导热性很低的材料,换句话说也就是很保暖的材料(空气静止了,热对流就无法产生,从而减少了热量的流失)。北极熊的皮毛之所以能保暖,重点也是“抓”住并稳定住了空气。

  事实上,羽绒之所以能保暖,也是因为纤维之间能固定空气;合成保暖棉能保暖,是将纤维做成了中空管,纤维管道和纤维之间能保存静止空气。

  北极熊身上的毛有两层,外层是含有油脂的防水针毛,游泳时能防止海水侵入,里层是保暖的绒毛。将北极熊的“白毛”放在电子显微镜下,你会发现北极熊的毛不是白色的,而是一根根中空而透明的毛管(见右下图)。人类肉眼所看到的“白色”,是因为毛的内表面粗糙不平,以致把光线折射得非常凌乱而形成的。

  每根北极熊的毛大约15厘米长,直径和人的头发差不多粗细。若在显微镜下细看,还会发现其毛发除了中间的管道外,周围还有许多更为狭长的半透明小孔,也沿着同一方向伸展。

  北极熊的中空毛管中,存在大量静止的空气,如前所述,静止的空气导热性低,所以北极熊的毛是绝佳的保暖纤维。同样,羽绒之所以保暖,也是绒丝之间锁住大量静止空气来保暖,与北极熊的毛异曲同工。

  除了毛之外,北极熊的皮肤也有保暖玄机——它的皮肤是黑色的,这一点可以从北极熊的鼻头、爪垫、嘴唇以及眼睛四周的黑皮肤上窥见其原貌。众所周知,黑色吸热,因此黑色的皮肤也有助于吸收热量。

  研究人员研究还发现:北极熊特殊的透明毛管,能让空气中的高能紫外线沿着毛芯内部通过,反射到毛下黑色皮肤上,转化成热能,再由皮下的血液将热能输送到全身。

  不仅如此,北极熊的毛还能反射红外线辐射。北极熊和人一样,都是恒温动物,每时每刻都在散发热量,即热辐射。但它的这层“黑科技”毛皮裹住其身体,却可以充分反射身体的热辐射,从而达到几乎不泄露热量的效果。

  这个效果有多厉害呢?这么说吧,即使用红外相机拍摄,也几乎无法探测到热量。

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