חלום רטוב – יבש

מהנדסים ב-MIT יצרו משטח גומי דמוי פרווה, המחקה את יכולות הבידוד של פרוות הלוטרה, כבסיס לפיתוח חליפת צלילה ביומימטית / מאת: יעל הלפמן כהן

מהנדסים ב-MIT ביקרו בחברה המייצרת חליפות גלישה, ונחשפו לצורך בחומרים שיאפשרו לגולשים לשמור על חום גופם בזמן הגלישה, מבלי לפגוע בזריזותם או לסרבל את תנועתם. גלישה היא ספורט המצטיין בתנועה מתמדת בין אוויר למים. חליפת גלישה חמה ויבשה היא החלום ה”רטוב” של גולשים רבים (חוץ מלעלות על הגל המושלם), אך החומרים הקיימים כיום לא נותנים מענה מספק לשמירה על חום ועל יובש, תוך שמירה על קלות התנועה.

החוקרים התחילו לחקור בעלי חיים קטנים וזריזים, החיים בסביבות ארקטיות, ומבלים חלק מזמנים מתחת למים וחלק מזמנם ביבשה. לבונה וללוטרה למשל, אין שכבת שומן עבה לבידוד (כמו ללווייתנים), ועדיין הם שומרים על חום גופם ואפילו על יובש בזמן צלילה, וזאת ע”י לכידת בועות אוויר בפרוותם הצפופה. בעבר כבר כתבנו על מעיל סערה שפותח בהשראת הלוטרה, והמחקר הנוכחי מעמיק בהבנת המשתנים בפרוות האורגניזמים הקשורים ליכולות הבידוד בכלל, ויכולות לכידת האוויר בפרט.

לצורך המחקר יצרו החוקרים משטחים דמויי הפרווה בממדים שונים, בעזרת יציקות גומי. משטחים אלה שוקעו במהירויות משתנות בנוזלים בעלי צמיגות משתנה. בעזרת הדמיית וידאו הצליחו החוקרים להעריך את כמות האוויר שנלכדה בכל השקעה.

נמצא שהמרווח בין השערות על המשטח ומהירות ההשקעה שלו, משחקים תפקיד משמעותי בקביעה כמות האוויר הנלכדת במשטח. על סמך ממצאים אלה פיתח הצוות מודל מתמטי פשוט לתיאור אפקט לכידת האוויר בפרווה. באמצעות המודל אפשר לשלוט על אורך השערות, על המרווחים ביניהן ועל סידור השערות, ולתכנן טקסטורות למהירויות צלילה שונות ולמקסום האזורים היבשים.

מודל זה אפשר ליישם בתהליכי ייצור של חומרים שונים, כמו, למשל, בבדים לחליפות צלילה. חליפות צלילה כיום עשויות מגומי קשיח, אך יתכן שאפשר להחליפו בחומר קל ממנו, עם טקסטורת שערות, כך שהאוויר ישמש לבידוד במקום הגומי, והחליפה כולה תהיה קלה ותבודד ביעילות, תשמור על חום הגוף במים הקרים ותאפשר ייבוש מהיר של החליפה מחוץ למים, כלומר תעניק לגולש את היתרונות של פרוות הלוטרה.

מקור הידיעה