سرد اثر پروانه: حشره تجهیزات می تواند الهام بخش و گرما و تابش Tech

ابداع بهتر خنک کننده مواد تبدیل به یک مسئله مبرم به آب و هوا گرم و برخی از دانشمندان در حال تبدیل شدن به طبیعت برای ایده. موجودات کوچک با کم توده بدن مانند حشرات باید برای مقابله با این واقعیت است که آنها گرم کردن بسیار سریع تر از پستانداران بزرگ. هنگامی که پروانه ها زمین روی شاخه های درخت به حمام افتاب گرفتن در نور خورشید به عنوان مثال خود را نسبتا زیادی بال می تواند بر افروختن در عرض چند ثانیه. به طوری که آنها تکامل یافته اند روش های پیچیده ای را به خود سرد. محققان در دانشگاه کلمبیا و دانشگاه هاروارد در حال حاضر کشف این رنگارنگ حشرات’ ساخته شده در مکانیسم خنک کننده. بال خود را رفتار یک بیت مانند نانو رادیاتور و می تواند الهام بخش جدید مواد سبک وزن به ضرب و شتم گرما.

گرما تابش الکترومغناطیسی تولید شده توسط ارتعاش مولکول توضیح می دهد که مطالعه همکاری نویسنده Nanfang یو استادیار فیزیک کاربردی در دانشگاه کلمبیا را Fu بنیاد دانشکده مهندسی و علوم کاربردی. بیشتر مولکول های یک ماده می تواند در معرض بر روی سطح آن بیشتر حرارت آن می توانید پراکنده در یک فرآیند به نام تابشی خنک کننده. بنابراین بسته به ساختار خود و برخی از مواد می تواند انتشار گرما با سرعت بیشتری نسبت به دیگران. کسانی که ساخته شده از لایه های راه راه به شکل امواج pleats استوانه ای یا لوله به عنوان مثال سرد کردن بسیار سریعتر از اجسام جامد چرا که آنها بیشتر در معرض سطح منطقه است. این مشاهده است که چرا صفحه اصلی رادیاتور معمولا ساخته شده به اجرا گرما از طریق متعدد فلزی چین که کارآمد انتشار گرما به اتاق.

معلوم می شود که بخش هایی از پروانه ها’ بال بهره برداری مشابه اصل. بال خود را به سیستم های پیچیده است که شامل هر دو زندگی و nonliving سازه تحت پوشش انواع ترازو ساخته شده از کیتین—a rigid ماده ای است که در بر داشت در برخی از صدف exoskeletons و قارچ ها. زندگی بخش هایی از بال پروانه عبارتند از عطر و بوی لنت و تکه که انتشار فرومون و همچنین رگهای برای hemolymph یک گردش مایع در بندپایان است که قابل مقایسه با خون. این nonliving سازه شامل کيتين غشاء که کشش بین بال رگ.

محققان دریافتند که مقیاس پوشش این سازه دارای اشکال مختلف است که تابش گرما در راه های مختلف. عطر-پد ترازو هستند به شکل یک بی شمار از لوله های کوچک با دهانه های رو به بیرون حدود یک میکرون (یک هزارم میلیمتر) در قطر است. چنین نانوساختارهای دفع گرما بسیار کارآمد حفاظت از فرمون اندام از گرمای بیش از حد. زیرا این راه راه ریز سازه های در معرض بیشتر در سطح مولکول از تخت آنهایی که می یو توضیح میدهد: “میکروسکوپی شما را بیشتر رادیاتور.” مقیاس پوشش بال رگه های ضخیم تر هستند اما شامل بسیاری از حفره های که از طریق آن آنها نیز منتشر می کنند گرما موثر است. مقیاس بیش از nonliving بال قطعات است که به راحتی آسیب دیده توسط حرارت لازم نیست بالا مانند “انتشار و باز تابش حرارتی.”

برای روشن کردن این که چگونه این سیستم های پیچیده کار این تیم بیهوش انواع مختلفی از پروانه ها و با استفاده از یک قلم مو کوچک برای حذف جناح ترازو پس از آن می تواند زمینه ای سازه های. دانشمندان همچنین تزریق مقدار کمی از رنگ آبی به حشرات’ قفسه سینه. انجام شده توسط hemolymph این رنگ کمک تجسم زندگی سلول ها و بافت. دوربین های حرارتی نیز کمک یو و همکارانش به تجزیه و تحلیل بال. این دستگاه نشان داد که زندگی سازه های درخشان روشن تر از محیط اطراف خود و اثبات آنها dissipating گرما. این تیم همچنین کشف کرد که پروانه ها را یک “جناح قلب” که پمپ hemolymph از طریق بوی لنت می گوید: co-نویسنده Naomi E. پیرس, یک زیست شناس و سرپرست در دانشگاه هاروارد موزه جانورشناسی مقایسه ای. مطالعه منتشر شده در ماه گذشته در Nature Communications.

دانشمندان کار است “قابل توجه” می گوید Aaswath رامان که مطالعات نور و گرما تعامل با نانو ساختار در دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس بود و نه درگیر در مطالعه است. “خاص microstructures آنها کشف در اینجا ما می توانیم امکان پذیر را به خود ما مصنوعی, فرآیندهای,” او می گوید. “یکی از چیزهایی که به طور بالقوه جذاب است که بال پروانه بسیار سبک هستند و microstructures درگیر هستند بسیار کوچک و نازک است. پس از یک اندیشه که آید از این [مقاله] است که در آن می تواند الهام بخش راه های موثر خلاص شدن از شر گرما در بسیار سبک وزن سیستم است.”

محققان در حال حاضر مشغول به کار به منظور توسعه یک خنک کننده مواد بر اساس یافته های خود را در پروانه همراه با تحقیقات مشابه در کشورهای جنوب صحرای مورچه ها. آنها امید به تدبیر یک خنک کننده پلیمر و چرخش آن را به اشکال شبیه بال پروانه’ نانوساختارهای. اگر چه دور از برنامه های تجاری و در نتیجه مواد در نهایت می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای مقاصد مانند نقاشی ساختمان.

همراه با آن, نور, وزن, یک, پروانه, الهام خنک کننده مواد ممکن است یکی دیگر از مزیت: کار در انواع رنگ ها. بسیاری از معمولی گرما دفع پوشش از جمله کسانی که در سرد سقف, تمایل به سفید چرا که رنگ را جذب گرما. اما نقاشی بیش از حد بسیاری از چیزهایی که سفید بود زیبا و دل انگیز می گوید Qiaoqiang گن یک فوتونیک دانشمند در دانشگاه بوفالو, دانشگاه ایالتی نیویورک بود که نه درگیر در مطالعه است. “ما هنوز هم نیاز به یک دنیای رنگارنگ” گان می گوید و اشاره کرد که چگونه زنده پروانه ها در طبیعت است. “بال پروانه را به ما بدهید یک مثال که رنگارنگ سازه همچنین می توانید دستیابی به خنک کننده تابشی در موارد خاص.”

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im