سترة مبتكرة لدرء البرد القارس تستوحي فراء الدب القطبي

ابتكر العلماء أليافاً جديدة مستوحاة من فراء الدب القطبي يمكن استخدامها في صناعة سترات توفر حماية ضد البرد القارس. هذه الألياف، وبحسب باحثين من الأكاديمية الصينية للعلوم، قابلة للغسل ومتينة وتوفر عزلاً فائقاً بسمك أرق بكثير من السترات التقليدية.

وأظهرت الألياف المصنوعة من الإيروجيل [الهلام الهوائي]، وهو نوع من المواد الخفيفة للغاية، عزلاً حرارياً استثنائياً في الاختبارات، بحسب النتائج المنشورة في مجلة "ساينس" Science الأسبوع الماضي.

يستمد هذا الابتكار من كيفية امتلاك الحيوانات في المناخات الباردة القاسية، مثل القطب الشمالي والقطب الجنوبي، فراء بهياكل متخصصة للدفء والجفاف، على غرار اللب المسامي وبنية القشرة الكثيفة لجلد الدب القطبي.

من المعلوم أن الحيوانات التي تعيش في موائل شديدة البرودة، مثل القطب الشمالي والقطب الجنوبي، قامت بعملية تطوير فراء متخصص للتأقلم والمساعدة في الحفاظ على الدفء والجفاف. على سبيل المثال، يتكون فراء الدب القطبي من نواة مسامية محاطة بهيكل صدفي كثيف.

أظهرت الدراسات أن فراء الدب يوفر عزلاً حرارياً استثنائياً مع محافظته على القوة والمرونة.

متطوع يرتدي نسيج "إي أي أف" أسفل سترة وأخرى صوفية وثالثة قطنية في بيئة باردة تصل إلى أقل من 20 درجة مئوية تحت الصفر (مجلة ساينس)

وفي الدراسة الجديدة قام العلماء بمحاكاة بنية القشرة الأساسية لفراء الدب القطبي.

ولهذه الغاية قام العلماء بصنع ألياف أيروجيل بوليمرية قوية تسمى "إي أي أف" EAF، مع مسام مغلفة بطبقة مطاطية رقيقة وقابلة للتمدد.

تتمتع هذه الألياف بأداء عزل حراري ممتاز، كما أنها تتحمل الضغوط الميكانيكية، مما يجعلها مناسبة للحياكة أو النسيج. وأشارت الدراسة إلى أنها قابلة للغسل والصبغ أيضاً.

كما وجد الباحثون أن الألياف المطورة قابلة للتمدد بنسبة تصل إلى 1000 في المئة، وهو ما يقولون إنه تحسن كبير مقارنة بالألياف التقليدية التي تحقق تتمدد بنسبة اثنين في المئة فقط.

وتشير الدراسة أيضاً إلى أن خصائص العزل الحراري شهدت تأثراً ضئيلاً حتى بعد 10 آلاف دورة استطالة متكررة عند إجهاد بنسبة 100 في المئة.

وفي الاختبارات اللاحقة، نسج العلماء سترة رقيقة مصنوعة من تلك الألياف، ووجدوا أنه حتى عندما كان سمكها نحو خمس سمك السترة السفلية، فإنها توفر أداءً عازلاً مشابها.

في النهاية، تشير النتائج إلى إمكانية مواصلة تطوير الألياف متعددة الوظائف التي يمكن إنتاجها أيضاً على نطاق واسع باستخدام عمليات بسيطة.