Ako stavite stručnjake za polarne medvede i biofotoniku zajedno u prohladnu prostoriju šta ćete dobiti? Potencijalno, bolju izolaciju. Prilikom otkrivanja tajni impresivnih izolacionih karakteristika krzna polarnog medveda, istraživači sa Univerziteta Namur u Belgiji i Univerziteta Hasan I u Maroku su otkrili da zračenje igra veću ulogu nego provodljivost kod izolacije polarnih životinja, kao što su pingvini i polarni medvedi, nego što se ranije verovalo.
Ranije je smatrano da perje i krzno održava polarne životinje poput polarnih medveda i pingvina toplim tako što zarobljava sloj vazduha koji usporava toplotnu provodljivost i gubitak telesne toplote. Umesto toga su stručnjak za biofotoniku, Prisila Simonis (Priscilla Simonis) i njen tim otkrili da je gubitak toplote između dva tela razdvojena vazduhom više pod uticajem zračenja nego provodljivosti.
Korišćenjem računarskih modela, istraživači su pokazali kako radijacioni štitovi, koji su korišćeni da imitiraju pojedinačne dlake u krznu polarnog medveda, efikasno skreću toplotnu energiju pod uglom do 90 stepeni od izvora. Ovo skretanje nije bilo samo ograničeno na infracrvenom spektru, ili toploti, već i reflektuje vidljivu svetlost, pomažući u kamuflaži životinja u snežnim uslovim tako što čini da njihovo krzno izgleda belo (uprkos izgledu, krzno polarnog medveda je zapravo bez pigmenata i transparentno). Dodavanjem više štitova (dlaka) gubitak energije je znatno smanjen.
Računarski model je uključivao termostat za hladnoću i toplotu, kako bi replicirali telo životinje i hladno okruženje, odvojeno džepom vazduha u kome su dodati radijacioni štitovi. U kontrolnom testu, takozvani crni štitovi, koji apsorbuju toplotu i svetlosno zračenje, su postavljeni u prostoru između termostata da bi se videlo koliko vazduh pomaže u prenosu toplote putem kondukcije.
Oglas
U daljim testovima su crni štitovi zamenjeni sa neprozirnim sivim štitovima kako bi se dozvolio određeni prenos i refleksija. Ovi sivi štitovi navodno simuliraju dlake ili perje polarnih životinja. Istraživači su otkrili da se sa povećanjem refleksije sivih štitova ili samim dodavanjem štitova, prenos toplote dramatično smanjuje.
„Ovo je posebno korisno za životinje, kao što su sisari i ptice, koje žive u snežnim oblastima“, rekla je Simonisova. To je nju navelo da se zapita zašto su izolacioni građevinski materijali tako neefikasni kada je polarni medved sa samo nekoliko centimetara krzna u stanju da izoluje svoje telo do temperatura od 37 stepeni Celzijusa kada spoljašnje temperature padnu i do minus 40 stepeni Celzijusa.
„Zašto nam je potrebno najmanje 60 centimetara kamene ili staklene vune da dobijemo unutrašnju temperaturu od 20 stepeni Celzijusa kada je spoljašnja temperatura oko minus pet stepeni?“, zapitala se ona. „Zašto je krzno polarnog medveda mnogo efikasnije od bilo koje termoizolacije koju mi možemo da razvijemo za naše domove?“
Simonisova je ukazala da istraživanje može imati mnoge koristi za čovečanstvo i da može dovesti do razvoja novih tipova ultratankih izolacija. One ne samo da bi mogle da se koriste za izolovanje zgrada, već takođe mogu dovesti do novih generacija odeće za sneg, vreća za spavanje i opreme za preživaljavanje.
„Ideja je da se umože interakcije elektromagnetnih talasa sa sivim telima – reflektujućim telima, poput metala, sa veoma niskom emisijom i bez transparentnosti – u veoma tankom materijalu“, rekla je Simonisova. „To može biti urađeno sa višeslojnim tipom ‘krzna’ koje je optimizovano za tu svrhu.“
Istraživanje je objavljeno u časopisu Optičkog društva (The Optical Society) – „Optic Express“.
