Para los osos polares, el aislamiento proporcionado por su grasa, piel, y la piel es una cuestión de supervivencia en el gélido Ártico. Para ingenieros, El pelo de oso polar es una plantilla de ensueño para materiales sintéticos que pueden retener el calor tan bien como la versión natural. Ahora, Los científicos de materiales en China han desarrollado un aislante de este tipo, reproducir la estructura de los pelos individuales de los osos polares mientras se escalan hacia un material compuesto de muchos pelos para aplicaciones del mundo real en los sectores de la arquitectura y aeroespacial. Su trabajo aparece el 6 de junio en la revista. Chem .

"El pelo de oso polar se ha optimizado evolutivamente para ayudar a prevenir la pérdida de calor en condiciones de frío y humedad, lo que lo convierte en un excelente modelo para un aislante térmico sintético, "dice el coautor principal Shu-Hong Yu, profesor de química en la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC). "Al hacer aerogel tubular con tubos de carbono, podemos diseñar un material elástico y liviano análogo que atrape el calor sin degradarse notablemente durante su vida útil ".

A diferencia de los pelos de los humanos u otros mamíferos, Los pelos de los osos polares son huecos. Zoom en un microscopio, cada uno tiene un largo, núcleo cilíndrico perforado directamente a través de su centro. Se sabe desde hace mucho tiempo que las formas y el espaciado de estas cavidades son responsables de sus distintivas batas blancas. Pero también son la fuente de una notable capacidad de retención de calor, resistencia al agua, y elasticidad, todas las propiedades deseables para imitar en un aislante térmico.

"Los centros huecos limitan el movimiento del calor y también hacen que los pelos individuales sean livianos, que es una de las ventajas más destacadas de la ciencia de los materiales, "dice Jian-Wei Liu, profesor asociado de la USTC. Para emular esta estructura y escalarla a un tamaño práctico, el equipo de investigación, codirigido además por Yong Ni, un profesor de ingeniería mecánica en la USTC:fabricó millones de tubos de carbono ahuecados, cada uno equivalente a una sola hebra de cabello, y enrollarlos en un bloque de aerogel parecido a un espagueti.

En comparación con otros aerogeles y componentes de aislamiento, encontraron que el diseño de tubo hueco inspirado en el oso polar era más liviano y más resistente al flujo de calor. Tampoco se vio afectado por el agua, una característica útil tanto para mantener calientes a los osos polares mientras nadaban como para mantener el rendimiento del aislamiento en condiciones húmedas. Como bonificación, el nuevo material era extraordinariamente elástico, incluso más que los propios pelos, impulsando aún más su aplicabilidad de ingeniería.

Ampliar el proceso de fabricación para construir aisladores en una escala de metro en lugar de centímetro será el próximo desafío para los investigadores, ya que apuntan a usos industriales relevantes. "Si bien nuestro material de tubo de carbono no se puede producir fácilmente en masa en este momento, esperamos superar estas limitaciones de tamaño mientras trabajamos hacia aplicaciones aeroespaciales extremas, "dice Yu.