評(píng)論
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這里是科學(xué)美國(guó)人——60秒科學(xué)。我是辛西婭·格雷伯。
鯨魚(yú)，海豹和海象可以在寒冷的水中維持體溫，因?yàn)樗鼈冇泻芎竦闹緦?span style="display:none">CnOXw)66B5J5DjZHZF
“這些動(dòng)物都很小，它們沒(méi)有厚厚的脂肪層。所以它們進(jìn)化出了可以存留空氣的皮毛，存留的空氣為它們?cè)谒谢顒?dòng)時(shí)提供了隔熱層。”
愛(ài)麗絲·納斯托是麻省理工學(xué)院機(jī)械工程專業(yè)的研究生。科學(xué)家們很早就發(fā)現(xiàn)了這種存留空氣形成的隔熱機(jī)制，但是他們并沒(méi)有測(cè)試出這種機(jī)制的具體原理。所以納斯托和她的同事們接受了這項(xiàng)挑戰(zhàn)。
“我們用激光切割模具將這些橡膠材料制成了毛皮樣本，然后鑄造出這些毛茸茸的表面。通過(guò)這種方法，我們可以精確地控制毛發(fā)間的距離以及毛發(fā)的長(zhǎng)度。”
然后，研究人員創(chuàng)建了一個(gè)系統(tǒng)，在毛皮進(jìn)入液體并在液體里移動(dòng)時(shí)收集相關(guān)數(shù)據(jù)，這種液體并不是水，而是硅油，用硅油更易在試驗(yàn)過(guò)程中看到氣泡。關(guān)鍵是要保持毛皮空氣層的完整性。
“當(dāng)它們穿過(guò)氣液界面時(shí)，一開(kāi)始毛發(fā)材質(zhì)充滿了空氣。然后，把它們投入液體中。當(dāng)你移動(dòng)它穿過(guò)氣液界面時(shí)，你可以帶動(dòng)多少空氣？這就是我們?cè)O(shè)計(jì)的模型會(huì)告訴大家的事情。”
他們發(fā)現(xiàn)，毛發(fā)的密度越大，存留的空氣就越多。這就可以使動(dòng)物保持溫暖，或許未來(lái)也可以使穿著毛皮潛水服的人類保暖。該研究結(jié)果發(fā)表在《流體物理評(píng)論》期刊上。
“我們接下來(lái)想繼續(xù)研究的是，在你跳入水中后，如何讓這個(gè)空氣隔熱層一直存留在毛皮里。在我們?cè)O(shè)計(jì)的這個(gè)模型中，這種毛皮的許多有趣特點(diǎn)我們還沒(méi)有研究，進(jìn)一步了解它們也許能夠解釋這種機(jī)制的原理。”
現(xiàn)在，冷水潛水員或沖浪者仍會(huì)繼續(xù)模仿海豹和海獅。而他們模仿水獺或者海貍的那一天終將會(huì)到來(lái)的。也許你甚至?xí)吹酵鏇_浪板的“伍基人”。
謝謝大家收聽(tīng)科學(xué)美國(guó)人——60秒科學(xué)。我是辛西婭·格雷伯。
譯文為可可英語(yǔ)翻譯，未經(jīng)授權(quán)請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載！
