Copian el pelo del oso polar para crear un nuevo y poderoso aislante

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el oso polar es un buen aislante

Para ellos, un aislamiento de calidad es una cuestión de vida o muerte

Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) han reproducido la estructura de la piel de los osos polares para crear un eficaz y liviano aislante.

Los osos polares dependen de su grasa, piel y pelaje para aislarse del frío del Ártico. Para ellos, un aislamiento de calidad es una cuestión de vida o muerte, por lo que los osos son realmente buenos aislantes. Los científicos de materiales de la USTC han reproducido la estructura de pelos de osos polares individuales para crear un material aislante para su uso en arquitectura y en la industria aeroespacial.

Aprendiendo de los mejores

"El cabello de oso polar se ha optimizado evolutivamente para ayudar a prevenir la pérdida de calor en condiciones frías y húmedas, lo que lo convierte en un excelente modelo para un aislante de calor sintético", dice el coautor principal Shu-Hong Yu, profesor de química en la USTC. "Al hacer un aerogel tubular con tubos de carbono, podemos diseñar un material análogo, elástico y liviano, que atrapa el calor sin degradarlo notablemente a lo largo de su vida útil".

A diferencia de los pelos de la mayoría de los mamíferos, los pelos de los osos polares tienen núcleos huecos. Vistos bajo un microscopio parecen largos tubos. Además de dar a los osos polares su distintivo color, estos pelos también son muy, muy buenos para atrapar el calor, aislar contra el agua, y son elásticos y se doblanl a arrancarlos. El equipo dice que estas propiedades son altamente deseables en los aislantes térmicos.

pelos del oso polar como aerogel aislante

Imagen: Materiales del aerogel de tubo de carbono macroscópico bioinspirado (CTA)

"Los centros huecos limitan el movimiento del calor y también hacen que los pelos individuales sean livianos, lo cual es una de las ventajas más destacadas en la ciencia de los materiales", dice Jian-Wei Liu, profesor asociado de la USTC.

pelos de oso polar al microscopioEl equipo, que también estuvo formado por Yong Ni, un profesor de ingeniería mecánica de la USTC, que construyó millones de nanotubos de carbono huecos, cada uno equivalente a una sola hebra de pelo de oso polar. Luego agruparon todo en un bloque de aerogel.

En comparación con otros aerogeles o aislantes, el equipo dice que su diseño es más liviano y más capaz de obstruir el flujo de calor (es decir, es un mejor aislante térmico). El material también es muy resistente al agua, que es clave para mantener su rendimiento en ambientes húmedos. Finalmente, también es extremadamente elástico, más que los pelos de los osos polares, explica el equipo, lo que lo hace aún más resistente y versátil mecánicamente.

Hasta ahora, el equipo puede producir su aerogel en pedazos de unos pocos centímetros a la vez. Su próximo desafío es escalar el proceso de fabricación para producir piezas aislantes de un metro a la vez, lo que lo haría viable para aplicaciones industriales.

"Si bien nuestro material de tubo de carbono no puede producirse en masa fácilmente en este momento, esperamos superar estas limitaciones de tamaño a medida que trabajamos hacia aplicaciones aeroespaciales extremas", dice Yu.

El artículo "Biomimetic Carbon Tube Aerogel Enables Super-Elasticity and Thermal Insulation" ha sido publicado en la revista Chem.

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