Досегашните студии покажале дека аерогеловите се меѓу најдобрите материјали со карактеристика на “заробување” на топлината. Веќе некое време тие се користат како изолациски материјали во градежништвото. Но, конците изработени од аерогел честопати се премногу кршливи и кревки за ткаење на текстил за облекување, а имаат и тенденција да ги губат своите изолациски својства по перење и во влажни средини.

Истражувачите инспирација побарале во крзното од поларната мечка. Јадрото на секој прамен од ова крзно има десетици ситни воздушни џебови кои спречуваат ослободување на топлината, одржувајќи ја телесната топлина на мечките во суровата арктичка средина. Ова порозно јадро е опкружено со густа надворешна обвивка која е водоотпорна, флексибилна и цврста.

Пресек на крзно од поларна мечка (лево) и влакна од аерогел (десно). Фото: M. Wu et al./ Science

За изработка на конци од аерогел коишто ја имитираат порозната внатрешна структура на крзното на поларната мечка, истражувачите се служеле со пристапот познат како предење со замрзнување, техника што претходно ја употребиле за образување на конци од раствор добиен од свилени буби. За реплицирање на надворешната обвивка, истражувачите го обложиле аерогелот со тенок слој од растеглив материјал наречен термопластичен полиуретан, кој често се користи во технологијата за изработка на спортска облека и опрема.

Аерогелот не може да се растегнува повеќе од 2% од неговата постоечка должина без да се оштети, но композитните конци инспирирани од крзното на поларната мечка се враќале на првобитната должина дури и при тегнење со 1000% напрегање, што покажува дека “предивото” е посилно и поеластично од претходните влакна на аерогелот, благодарение на неговата еластична обвивка. Изолациските својства на влакното се задржале и откако тоа било истегнато 10 000 пати двојно од неговата должина и не ја променило структурата или формата кога било потопено во вода и било подложено на сушење или на бојадисување.

Потоа, истражувачите исплеле џемпер од аерогел-конецот и го споредиле неговиот термоизолациски ефект со тој од “монтка”, волнен џемпер и памучна блуза со долги ракави. Тимот ангажирал доброволец да го носи секое парче од облеката во просторија што била изладена на -20°C и потоа ја мереле температурата на површината од четирите парчиња облека за да проценат колку добро ја задржуваат топлината.

Плетивото од синтетичко крзно од поларна мечка, моделирано во џемпер од истражувачкиот тим. Фото: M. Wu et al./ Science

Иако џемперот инспириран од поларната мечка бил дебел едвај една петтина од зимската јакна (монтка), тој понудил најдобра изолација од сите парчиња облека. Неговата просечна површинска температура изнесувала 3,5°C, додека онаа на монтката била 3,8°C, што покажува дека таа ослободува малку повеќе топлина од џемперот. Најмалку изолација нуделе памучните и волнените блузи, со просечна површинска температура од 10,8°C и 7,2°C, соодветно. Изолацијата на џемперот со аерогел не попуштила ниту по неколку циклуси во машината за перење, што покажува дека тој може да биде доволно издржлив за често носење.

Иако студијата е чекор поблиску кон создавање на нов тенок, термички текстил, сепак за облека од синтетичко крзно од поларна мечка ќе треба да почекаме. Процесот на предење на аерогел влакната во моментов е пребавен и енергетски интензивен за да биде исплатлив при масовно производство. Тимот работи на усовршување на процесот, па стискаме палци за брз пробив на ова поле.

Извор Nature