アザラシ、クジラ、およびセイウチはすべて、冷たい海の水の中に喜んで飛び散ります。厚い脂肪の層で暖かく保たれます。 ラッコは、幸運にもジップスルーできるのと同じように、水は比較的賢いのですが、それと比べると比較的賢明です。 理由？ 彼らの壮大な毛皮のコート。 太い毛羽は、人間の髪の毛の約1, 000倍の密度があり、気泡を閉じ込めることができます。
しかし、これまで毛皮のメカニズムを深く見た人はいませんでした。 MITの研究者チームは最近、カワウソとビーバーの毛の性質を調べ、その曖昧な秘密を解き明かすことを望んでいました。 ジャーナルPhysical Review Fluidsに掲載された彼らの結果は、暖かくて毛皮のようなウェットスーツを含む、バイオインスパイアードの新しい素材へのガイドとして役立つ可能性があります。
「私たちは特に、アスリートが空気と水環境の間を頻繁に移動するサーフィン用ウェットスーツに興味を持っています」と、MITの研究の主著者であり機械工学研究者であるAnette（Peko）Hosoi氏はプレスリリースで述べています。 「髪の長さ、間隔、配置を制御できます。これにより、特定のダイビング速度に合わせてテクスチャを設計し、ウェットスーツの乾燥領域を最大化できます。」
細井氏は、このプロジェクトは、学生グループと一緒に台湾を訪れたことに触発されたと言います。 彼らはウェットスーツを作っているスポーツ用品メーカーを訪問し、会社は、学生がより良いスーツを作るための持続可能または生物学的に着想を得た素材や微調整のアイデアを持っているかどうか尋ねました。 故郷に戻った細井は、大学院生のアリス・ナストにブレインストーミングソリューションを任せました。 Nastoは、半水生哺乳類の毛皮が問題にある程度関連している可能性があることを認識していましたが、まだ彼らの毛皮の仕組みを掘り下げた人はいませんでした。
研究者は、長いガードヘアが水滴をトラップし、カワウソの皮膚を絶縁するエアポケットを保持する短い毛皮の下に毛が滑り込まないようにすることを発見した、とクリスチャンサイエンスモニターのウェストン・ウィリアムズは報告しています。 アイデアをテストするために、彼らはカワウソやビーバーの毛皮を模した何千もの柔らかいゴムの毛で毛皮のような表面を作りました。 次に、毛の生えた表面を電動ステージに取り付け、それらをシリコンオイルに浸して、毛の密度がエアポケットの形成にどのように影響したかを調べました。 髪の毛が濃くなり、素材がより速く沈むほど、より多くの空気が閉じ込められることが判明しました。 プレスリリースによると、チームはそれらの関係を方程式として表現することができました。
調査結果はウェットスーツのデザインに革命をもたらす可能性があります。 「現在、ウェットスーツは重いネオプレンゴム素材で作られています」とナストはウィリアムズに語ります。 「興味深いことに、空気はネオプレンゴムの10倍の断熱性があります。 そのため、典型的なゴム製スーツの厚さと同じ厚さの空気を閉じ込めるテキスタイルからスーツを作ることができれば、断熱性が10倍になり、さらに軽量になります。」
しかし、この研究にはもっと広い用途があります。 この関係を記述する方程式は、産業用ディップコーティングなどの製造プロセスに役立ち、研究者が空気を閉じ込め始める前に物体を浸漬する時間を計算するのに役立ちます。
髪をウェットスーツにどのように適用できるかは完全には明らかではありませんが、研究者はそれについて考えています。 「もちろん、クッキーモンスターのように見える非常に毛むくじゃらのウェットスーツを作ることができ、おそらく空気を閉じ込めるでしょう」と細井はプレスリリースで述べています。 「しかし、それはおそらく最善の方法ではありません。」
