المهندسين فيمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لقد ابتكروا سطحًا مطاطيًا يشبه الفراء يحاكي القدرات العازلة لفراء ثعالب الماء، كأساس لتطوير بدلة غوص محاكاة حيوية / بقلم: يائيل هيلفمان كوهين
زار مهندسون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) إحدى الشركات التي تصنع بدلات ركوب الأمواج، وتعرفوا على الحاجة إلى مواد تسمح لراكبي الأمواج بالحفاظ على حرارة أجسامهم أثناء ممارسة رياضة ركوب الأمواج، دون إضعاف رشاقتهم أو إعاقة حركتهم. ركوب الأمواج هي رياضة تتميز بالحركة المستمرة بين الهواء والماء. إن بدلة ركوب الأمواج الدافئة والجافة هي الحلم "الرطب" للعديد من راكبي الأمواج (بصرف النظر عن ركوب الموجة المثالية)، لكن المواد المتوفرة اليوم لا توفر حلاً كافيًا للحفاظ على الدفء والجفاف، مع الحفاظ على سهولة الحركة.
بدأ الباحثون بدراسة الحيوانات الصغيرة والرشيقة التي تعيش في بيئات القطب الشمالي وتقضي جزءًا من وقتها تحت الماء وجزءًا من وقتها على الأرض. على سبيل المثال، لا تمتلك القنادس وثعالب الماء طبقة سميكة من الدهون للعزل (مثل الحيتان)، وما زالت تحافظ على حرارة أجسامها وحتى جفافها أثناء الغوص، عن طريق حبس فقاعات الهواء في فرائها الكثيف. في الماضي كتبنا بالفعل عنه سترة العاصفة والتي تم تطويرها مستوحاة من القضاعة، ويعمق البحث الحالي فهم المتغيرات الموجودة في فراء الكائنات الحية المتعلقة بقدرات العزل بشكل عام، وقدرات حبس الهواء بشكل خاص.
ولأغراض الدراسة، قام الباحثون بإنشاء أسطح تشبه الفراء بأبعاد مختلفة، بمساعدة المسبوكات المطاطية. تغوص هذه الأسطح بسرعات متفاوتة في السوائل ذات اللزوجة المتفاوتة. وبمساعدة محاكاة الفيديو، تمكن الباحثون من تقدير كمية الهواء المحبوس في كل استثمار.
وقد وجد أن المسافة بين الشعيرات على السطح وسرعة استثمارها، تلعب دوراً كبيراً في تحديد كمية الهواء المحبوس في السطح. وبناءً على هذه النتائج، طور الفريق نموذجًا رياضيًا بسيطًا لوصف تأثير احتجاز الهواء في الفراء. باستخدام النموذج يمكن التحكم في طول الشعيرات والمسافات بينها وترتيب الشعر، وتخطيط الأنسجة لسرعات الغوص المختلفة وتعظيم المناطق الجافة.
يمكن تطبيق هذا النموذج في عمليات إنتاج مواد مختلفة، مثل أقمشة بدلات الغوص على سبيل المثال. تُصنع بدلات الغوص اليوم من المطاط الصلب، ولكن قد يكون من الممكن استبدالها بمادة أخف وزنا، ذات ملمس شعر، بحيث يتم استخدام الهواء للعزل بدلا من المطاط، وستكون البدلة بأكملها خفيفة وفعالة معزول، فإنه سيبقي الجسم دافئًا في الماء البارد ويسمح للبدلة أن تجف بسرعة خارج الماء، أي أنها ستمنح راكب الأمواج فوائد فراء ثعالب الماء.
تعليقات 2
وفي الفيديو أيضًا: قضاعة وليس قندس
في الصورة: ثعالب الماء وليس القنادس