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軽くて防水、伸縮性もあり。ホッキョクグマに着想を得た夢の断熱材

2019/6/21 07:00 ギズモード・ジャパン

Image: Shutterstock Image: Shutterstock

「シロクマ技術のヒートテック」なんて、けっこういいコンセプトだと思うんですけどね。

生物の組織や形状を研究して工学技術にすることを「生物模倣(バイオミメティクス)」と言います。ひっつき虫型のごぼうの実を参考にしたマジックテープや、ヤモリの足を参考にした「ヤモリテープ」(せん断方向の接着力に優れめくれば簡単に剥がすことができる)といえばピンとくるのではないでしょうか。そんな生物模倣グッズに新たな仲間が加わりました。

極寒の地で生きるホッキョクグマの毛の構造からアイディアを得た「断熱材」です。Tech2によると、保温性が高く防水伸縮性も高いこの断熱材は、建築航空宇宙の分野で応用されるかもしれないようです。

「ホッキョクグマの毛は低温多湿の環境での熱損失を防ぐために最適化されており、合成断熱材の優れたモデルです。カーボンでエアロゲル管を作ることによって、製品寿命の間、ほぼ品質を落とすことのない、類似の伸縮自在な素材を作ることができます」

中国科技大学のShu-Hong Yu教授は語ります。

Scanning-electron-micrographs-of-polar-bear-hair-middle-part-of-the-hair-the-sample(参考)ホッキョクグマの毛の顕微鏡写真 ※本研究とは直接の関係はありません Image: Ji-Huan He et al.

人間や他の哺乳類の毛とことなり、ホッキョクグマの毛は中空になっています。長い間、これらの空洞の形状と感覚がホッキョクグマの特徴的な白い毛色の原因であると知られています。また、優れた熱保持能力と耐水性、伸縮性の源でもあり、断熱材に望ましい特性でもあります。

Shu-Hong Yu教授は言います。

「空洞は熱移動を制限し、個々の毛を軽量にします。これは材料科学において最も優れています」

この構造を真似て実用的なサイズにするため、研究チームは髪の毛1本分に相当する数百万本もの中空カーボンチューブを製作。それらをスパゲティのようなエアロゲルのブロックにまとめたそうです。そして他のエアロゲルや断熱材と比較した結果、このホッキョクグマからヒントを得た中空管デザインの方が軽量で熱の流れにも強いことを発見したと言います。

また防水性もバッチリで伸縮性も高いため、工学的応用性がとても高いとのこと。次のステップは、この断熱材をセンチメートル単位ではなくメートル単位で作り産業用を目指すことだそうです。

「我々の炭素管材料は、現時点では、大量生産が容易ではありません。しかし、航空宇宙での応用に向けて努力します。そして、より大きなサイズを生産することに期待しています」

とYu氏。

保温性が高く防水で伸縮性も高い──こう聞くと是非ともこの技術を応用してあったかい冬用下着を作って欲しいと思うのですが、それはまだまだ難しいのでしょうか。

Source: Tech2

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