Thông tin chuyên ngành Vật liệu xây dựng Việt Nam

Nghiên cứu

Nghiên cứu về khả năng giữ ấm của gấu trắng Bắc cực và ứng dụng cho vật liệu cách nhiệt

(01/03/2014 5:48:58 PM) Một nghiên cứu của các nhà khoa học đến từ đại học Namur (VQ Bỉ) và đại học Hassan I (VQ Maroc), Simonis cùng các công sự, vừa phát hiện ra rằng sự bức xạ nhiệt đóng vai trò lớn hơn so với sự dẫn nhiệt trong việc giữ ấm cơ thể của các động vật sống ở vùng cực như gấu trắng và chim cánh cụt, điều này mở ra một hướng mới cho công nghệ vật liệu cách nhiệt siêu mỏng cho các tòa nhà.



Những nghiên cứu trước đây tin rằng lông vũ và lông mao giúp các động vật sống ở vùng cực như gấu trắng và chim cánh cụt giữ ấm bằng cách giữ một lớp khí để làm chậm quá trình dẫn nhiệt và thất thoát nhiệt từ cơ thể. Tuy nhiên, nhà khoa học sinh học lượng tử ánh sáng Priscilla Simonis và nhóm của cô đã phát hiện ra rằng nhiệt thất thoát được phân tách bởi không khí bị tác động nhiều hơn bởi bức xạ nhiệt thay vì dẫn nhiệt.

Bằng các mô hình máy tính, nhóm nghiên cứu đã cho thấy cách lớp bảo vệ bức xạ - được sử dụng để mô phỏng các sợi lông mao trong bộ lông của gấu trắng, tán xạ ngược nhiệt một cách rất hiệu quả. Tán xạ ngược là sự đổi hướng của năng lượng theo một góc tối đa 90 độ từ nguồn phát. Sự đổi hướng này không chỉ giới hạn ở quang phổ hồng ngoại, hay nhiệt độ mà còn phản chiếu ánh sáng thấy được, giúp động vật ngụy trang trong điều kiện băng tuyết bằng cách khiến lớp lông bao phủ bên ngoài tiệp màu với môi trường, ở đây là màu trắng. Mặc dù có thể thấy được nhưng lông mao của gấu trắng thực chất lại trong suốt. Khi sử dụng càng nhiều lớp bảo vệ bức xạ - ở đây là thêm nhiều lông, lượng nhiệt thất thoát đã giảm đi đáng kể.

Mô hình máy tính bao gồm 2 chiếc máy điều nhiệt nóng và lạnh để mô phỏng cơ thể động vật và môi trường lạnh bên ngoài. 2 nguồn nhiệt được phân tách bởi một túi khí trong đó có chứa các lớp bảo vệ bức xạ. Trong thử nghiệm đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã đặt vào khoảng trống giữa 2 máy điều nhiệt các lớp bảo vệ có tên black-body (toàn bộ lông mao màu đen) với khả năng hấp thụ toàn bộ bức xạ nhiệt và ánh sáng. Mục tiêu của họ là quan sát khả năng truyền dẫn nhiệt thông qua không khí.

Trong thử nghiệm tiếp theo, họ thay lớp bảo vệ black-body bằng các lớp grey-body (toàn bộ lông mao màu xám) chắn sáng để giảm tỉ lệ truyền dẫn và phản chiếu ánh sáng. Các lớp bảo vệ này mô phỏng lớp lông mao và lông vũ của động vật tại vùng cực. Họ nhận ra rằng bằng cách tăng hệ số phản xạ của lớp bảo vệ grey-body hay nói đơn giản là thêm vào khoảng trống giữa 2 máy điều nhiệt nhiều lớp bảo vệ hơn, tỉ lệ truyền dẫn nhiệt đã giảm đi đột ngột.

 
Ảnh phóng to lông tơ của một con công trắng với các lông phụ kéo dài giúp khuếch tán bức xạ nhiệt, giữ ấm cho cơ thể.​

Simonis cho biết: "Đặc tính này rất hữu ích đối với động vật, chẳng hạn như động vật có vú và chim chóc sinh sống tại các khu vực băng tuyết." Phát hiện của Simonis cũng mở ra một câu hỏi rằng tại sao việc chế tạo các vật liệu cách nhiệt vẫn không đạt hiệu quả cao trong khi gấu trắng Bắc cực chỉ với bộ lông dày vài inch lại có thể cách ly cơ thể ở nhiệt độ 37 độ C với nhiệt độ bên ngoài xuống đến - 40 độ C.

"Tại sao chúng ta phải cần đến những tấm bông khoáng hay bông thủy tinh cách nhiệt dày ít nhất 60 cm để cách ly nhiệt độ 20 độ C bên trong từ nhiệt độ - 5 độ C bên ngoài. Tại sao bộ lông của gấu trắng lại hiệu quả hơn so với những gì chúng ta có thể phát triển dành cho ngôi nhà của mình," Simonis đặt câu hỏi.

Cô gợi ý rằng nghiên cứu trên có thể mang lại một loạt các ứng dụng cho con người và có thể dẫn đến sự phát triển của các loại vật liệu cách nhiệt siêu mỏng mới. Không chỉ được dùng để cách nhiệt cho các tòa nhà, vật liệu còn có thể được dùng trong quần áo ấm, túi ngủ và trang thiết bị sinh tồn.

Nghiên cứu của Simonis cùng các công sự đã vừa được đăng tải trên tạp chí Optics Express.

vlxd.org * (Nguồn: Tinh tế)

 

Các tin khác:

Nhựa làm từ cánh côn trùng ()

Bê tông tự làm lành vết nứt ()

Sản xuất tường nhà... bằng rơm ()

Tái chế đất hiếm từ nước thải ()

Nghiên cứu vật liệu cách nhiệt siêu nhẹ hệ CaO-SiO2 trong điều kiện nhiệt độ áp suất cao ()

Nghiên cứu sản xuất kính tiết kiệm năng lượng low-E bằng công nghệ phun phủ đi từ các vật liệu polyme vô cơ và hạt nano oxít. ()

“Nếu chất lượng cát không chuẩn sẽ hao tốn xi măng” ()

Nghiệm thu đề tài : Dự thảo tiêu chuẩn quốc gia "Xi măng - phương pháp xác định gần đúng hàm lượng SO3 tối ưu thông qua cường độ nén" ()

Nghiệm thu đề tài: Dự thảo tiêu chuẩn quốc gia "Xi măng - phương pháp xác định độ co khô của vữa" ()

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ cọc đất gia cố xi măng trong xây dựng công trình giao thông ở Việt Nam ()

Chứng khoán:

CK

KL

Giá

+/-

GDNN

BBS

0

9.60

0.00

0

BCC

44800

7.40

-0.20

0

BHT

0

4.00

0.00

0

BT6

41630

5.50

-0.20

0

BTS

2

4.50

0.00

0

CCM

0

24.50

0.00

0

CTI

172540

35.15

-0.45

0

CVT

1060365

50.90

-0.50

3800

CYC

7980

2.40

0.00

0

DC4

1700

10.30

-1.10

0

DHA

0

29.70

0.00

0

DIC

0

6.10

0.00

0

DXV

10

3.82

-0.14

0

GMX

0

25.00

0.00

0

HCC

4400

16.60

0.00

0

HLY

0

15.60

0.00

0

HOM

0

4.10

0.00

0

HPS

0

7.00

0.00

0

HT1

4410

14.75

-0.45

0

HVX

0

4.10

0.00

0

MCC

0

13.80

0.00

0

NAV

10

5.00

0.00

0

NHC

0

36.40

0.00

0

NNC

20040

48.40

-0.30

0

QNC

20000

3.00

0.00

0

SCC

0

1.90

0.00

0

SCJ

3800

3.40

0.10

0

SCL

0

3.00

0.00

0

SDN

0

35.00

0.00

0

SDY

0

7.70

0.00

0

SHN

204400

9.90

-0.10

0

TBX

0

9.00

0.00

0

TCR

6120

3.42

0.22

0

TMX

100

7.60

-0.80

0

TSM

0

2.70

0.00

0

TTC

500

18.40

-0.10

0

TXM

0

9.70

0.00

0

CK

KL

Giá

+/-

GDNN

API

100

28.90

0.00

0

ASM

1098520

10.05

-0.75

0

B82

0

2.40

0.00

0

BCE

9160

5.85

0.03

0

BCI

51340

41.90

0.30

29170

C47

4400

11.60

-0.50

0

C92

0

10.00

0.00

0

CCL

42240

4.60

-0.13

0

CDC

0

17.50

0.00

0

CID

0

4.10

0.00

0

CID

100

2.90

0.70

0

CII

534340

31.35

-0.55

0

CLG

20

3.83

-0.27

0

CNT

6

9,7

-0,3

0

CNT

1800

2.90

-0.50

0

CSC

2200

24.50

0.00

0

CTD

92910

166.00

-3.50

0

CTN

14200

1.30

0.10

0

D11

0

15.70

0.00

0

D2D

3600

73.80

3.80

0

DC2

0

6.50

0.00

0

DIG

809400

27.40

-0.70

0

DIH

0

12.20

0.00

0

DLG

180700

3.20

-0.10

0

DLR

0

9.40

0.00

0

DRH

123220

18.85

-0.75

0

DTA

4500

7.25

-0.05

0

DXG

1223580

37.00

-1.20

0

HAG

1318480

7.00

-0.19

0

HBC

605600

42.40

-1.60

0

HDC

26070

14.40

-0.30

0

HDG

41680

47.00

-1.10

0

HLC

0

7.00

0.00

0

HQC

1951870

2.27

-0.05

0

HTI

1010

15.60

-0.35

0

HU1

20

9.50

0.36

0

HU1

0

0

0

0

HU3

101480

14.10

0.85

0

HUT

590150

8.70

-0.20

600

ICG

0

6.40

0.00

0

IDI

958390

13.00

-0.70

0

IDJ

40400

3.10

0.00

0

IDV

1000

31.80

-0.40

0

IJC

80950

9.20

-0.24

0

ITA

579100

3.01

-0.05

0

ITC

990

14.30

-0.60

0

KAC

0

15.55

0.00

0

KBC

1171890

12.90

-0.55

0

KDH

19700

35.85

-1.10

0

L10

0

17.90

0.00

0

L18

0

8.60

0.00

0

LCG

20

9.70

-0.45

0

LGL

10260

9.30

-0.01

0

LHC

0

56.00

0.00

0

LHG

43770

21.30

-0.40

0

LIG

6400

3.90

0.00

0

LM8

2050

25.00

0.70

0

LUT

0

2.10

0.00

0

MCG

140

3.39

0.20

0

MDG

0

13.50

0.00

0

NBB

19570

23.75

-1.75

0

NDN

191728

15.70

-0.40

0

NHA

0

12.20

0.00

0

NKG

140960

29.70

-1.20

0

NTB

439

7,7

0,3

0

NTB

81851

0.50

0.00

0

NTL

109860

9.50

-0.30

0

NVT

1534720

7.07

0.46

0

OGC

282600

2.09

-0.06

0

PDR

261560

38.40

-1.00

0

PFL

297505

1.60

0.10

0

PFL

141500

1.50

0.00

0

PHC

71700

17.00

-0.30

0

PHH

5100

6.90

-0.10

0

PHH

21100

7.00

0.00

0

PPI

34160

1.52

-0.01

0

PSG

47600

0.80

0.00

0

PSG

10

6,2

0,2

0

PTC

60

6.11

0.00

0

PTL

500

3.61

-0.09

0

PVA

4

14,7

0,9

7

PVA

28200

1.20

0.00

0

PVL

42600

2.30

0.00

0

PVR

16900

2.80

0.20

0

PVV

800

1.40

0.10

400

PVX

1535849

2.10

-0.10

0

PXA

0

1.10

0.00

0

PXI

6400

2.10

0.00

0

PXL

341300

1.90

0.00

0

PXS

25800

7.68

-0.03

0

PXT

0

3.90

0.00

0

QCG

423450

13.30

-0.50

0

RCL

0

19.00

0.00

0

REE

520000

37.60

-1.10

0

S96

56400

1.00

-0.10

0

S96

2

12,6

0,8

10

S99

675

5.10

0.00

0

SC5

0

24.20

0.00

0

SD2

1

4.70

0.00

0

SD3

6

6,4

0,4

0

SD3

6000

6.60

-0.40

0

SD5

300

9.70

0.00

0

SD6

500

6.60

0.20

0

SD7

0

3.40

0.00

0

SD9

0

8.40

0.00

0

SDH

0

1.90

0.00

0

SDT

0

7.80

0.00

0

SDU

0

11.50

0.00

0

SIC

0

12.90

0.00

0

SJE

0

28.00

0.00

0

SJS

34000

31.50

-0.10

0

STL

5500

3.30

0.00

0

STL

7

12,8

0,8

0

SZL

10

34.45

0.45

0

TDC

70250

9.01

-0.05

0

TDH

140230

15.10

-0.50

0

THG

560

42.90

0.30

0

TIG

190800

3.70

-0.30

0

TIX

0

30.10

0.00

0

TKC

500

26.70

0.00

0

TV1

10

17.85

0.45

0

TV2

15150

111.30

-3.70

0

TV3

0

25.30

0.00

0

TV4

0

15.80

0.00

0

UDC

10010

3.45

-0.10

0

UIC

18370

30.40

0.30

0

V11

5

4,9

0,2

0

V11

0

1.00

0.00

0

V12

0

11.00

0.00

0

V15

31000

1.10

0.00

0

V15

30500

0.90

0.00

0

V21

0

19.40

0.00

0

VC1

0

12.00

0.00

0

VC2

0

14.20

0.00

0

VC3

75400

19.30

-0.30

0

VC5

8800

1.90

0.00

0

VC7

0

17.50

0.00

0

VC9

0

13.00

0.00

0

VCG

587414

23.10

-0.80

13200

VCR

0

3.10

0.00

0

VE1

4100

19.10

0.10

0

VE2

0

11.40

0.00

0

VE3

0

11.00

0.00

0

VE9

25688

7.30

0.50

0

VHH

2

4,5

-0,3

0

VHH

0

1.40

0.00

0

VIC

667400

108.20

0.20

0

VMC

22730

50.80

-1.70

0

VNE

60760

6.76

-0.24

0

VNI

45340

4.40

0.00

0

VNI

0

6.60

0.00

0

VPH

44330

9.27

-0.30

0

VRC

62320

20.20

-0.60

0

VSI

20

19.90

1.30

0

Hà Nội

12°C

Đà Nẵng

19°C

TP.HCM

22°C

Phan Vũ - Nhà cung cấp hàng đầu các giải pháp bê tông đúc sẵn

Xem các video khác

Tỷ giá

Giá vàng

Mã ngoại tệ Tỷ giá