Guarnizioni, balene e trichechi sguazzano allegramente nelle fredde acque dell'oceano, mantenute calde da uno spesso strato di grasso. Le lontre di mare, anche se altrettanto felici di sfrecciare nelle acque, sono relativamente raffinate in confronto. La ragione? I loro magnifici cappotti di pelliccia. La fitta peluria è circa 1.000 volte più densa dei capelli umani e può intrappolare bolle d'aria, che isolano le lontre in acqua gelida.
Ma nessuno aveva mai studiato a fondo i meccanismi della pelliccia, fino ad ora. Un team di ricercatori del MIT ha recentemente esaminato le proprietà della lontra e della pelliccia di castoro, con la speranza di svelare i suoi segreti confusi. I loro risultati, pubblicati sulla rivista Physical Review Fluids, potrebbero servire da guida per nuovi materiali bio-ispirati, tra cui mute calde e pelose.
"Siamo particolarmente interessati alle mute per il surf, in cui l'atleta si sposta spesso tra aria e acqua", afferma Anette (Peko) Hosoi, autore senior dello studio e ricercatore di ingegneria meccanica presso il MIT, in un comunicato stampa. "Siamo in grado di controllare la lunghezza, la spaziatura e la disposizione dei capelli, il che ci consente di progettare trame per abbinare determinate velocità di immersione e massimizzare la regione asciutta della muta."
Hosoi afferma che il progetto è stato ispirato da una visita che ha fatto a Taiwan con un gruppo di studenti. Hanno visitato un produttore di articoli sportivi che produceva mute e l'azienda ha chiesto se gli studenti avessero qualche idea su materiali o modifiche sostenibili o di ispirazione biologica per realizzare abiti migliori. A casa, Hosoi ha incaricato la studentessa laureata Alice Nasto di soluzioni di brainstorming. Nasto si rese conto che la pelliccia dei mammiferi semi-acquatici avrebbe potuto avere una certa rilevanza per il problema, ma nessuno aveva ancora approfondito la meccanica delle loro pelli.
I ricercatori hanno scoperto che peli di protezione più lunghi intrappolano le goccioline d'acqua, impedendo loro di scivolare nella pelle verso lo zolfo più corto, che contiene sacche d'aria che isolano la pelle della lontra, riferisce Weston Williams per The Christian Science Monitor . Per testare l'idea, hanno fabbricato superfici simili a pellicce con migliaia di peli di gomma morbida, imitando la pelliccia di lontra o castoro. Hanno quindi montato le superfici pelose su un palco motorizzato e le hanno immerse in olio di silicone per esaminare come la densità dei peli ha influenzato la formazione di sacche d'aria. Si è scoperto che più i capelli erano densi e più veloce era il materiale immerso, più aria era intrappolata. Il team è stato in grado di esprimere queste relazioni come un'equazione, secondo il comunicato stampa.
I risultati potrebbero rivoluzionare il design della muta. "Attualmente, le mute sono realizzate con materiali in gomma neoprene pesante", afferma Nasto a Williams. “È interessante notare che l'aria è 10 volte più isolante della gomma neoprene. Quindi, se potessi realizzare una tuta da un tessuto che intrappoli lo stesso spessore dell'aria dello spessore di una tipica tuta di gomma, sarebbe dieci volte più isolante e anche più leggera. "
Ma questa ricerca potrebbe avere applicazioni molto più ampie. L'equazione che descrive questa relazione potrebbe essere utile per processi di produzione come il rivestimento industriale a immersione, aiutando i ricercatori a calcolare per quanto tempo immergere un oggetto prima che inizi a intrappolare l'aria.
Non è del tutto ovvio come i capelli possano essere applicati a una muta, ma i ricercatori ci stanno pensando. "Certo, potresti realizzare una muta molto pelosa che assomiglia a Cookie Monster e probabilmente intrappolerebbe l'aria", dice Hosoi nel comunicato stampa. "Ma questo probabilmente non è il modo migliore per farlo."
