Принципы биомиметики в современных теплоизоляционных материалах

Главный технолог завода Термопол Мезенцева Е.В., к.т.н. рассказала об использовании принципа биомиметики при создании современных теплоизоляционных материалов в рамках XXIV Международной научной конференции «Мода и дизайн: исторический опыт — новые технологии» в Санкт-Петербурге.

Ретроспектива к историческим утепленным костюмам демонстрирует прямую взаимосвязь между подходами к теплоизоляции в одежде северных народов и в современных утепленных комплектах. Так, например, унаследован принцип многослойности, влагоотведения и т.д. В некоторых современных утеплителях, в том числе в материалах Холлофайбер^®, используется химическое волокно с полостью внутри по аналогии с волосом оленя, чья шерсть особенно часто применялась и применяется как теплоизолятор в условиях экстремально низких температур (рис.1). Повторение свойств природного объекта — это и есть биомиметика.

Рисунок 1. Из доклада. Мезенцевой Е.В., к.т.н, главного технолога завода «Термопол» на Международной научной конференции «Мода и дизайн: исторический опыт – новые технологии», 26 – 29 мая 2021 года.

Биомиметика, как отдельное направление в науке, довольно молодое. Однако количество современных высокотехнологичных изобретений, принципы действия которых заимствованы из природы, крайне велико. Один из основоположников биомиметики, биолог и эколог Жанин Баню (Janine Banyuls) так охарактеризовал эту науку: «Биомиметика открывает новую эпоху, основанную не на том, что мы можем извлечь из природы, но на том, чему мы можем учиться у нее».

Например, биомиметиком шерстяных утеплителей является адаптивный теплоизоляционный материал Холлофайбер^® ТЕРМО - одна из последних стратегических разработок завода «Термопол».

Основное свойство Холлофайбер^® ТЕРМО – это экзотермическая реакция, которая сопровождает процесс перспирации и компенсирует потери тепла при увлажнении и эксплуатации изделия. Известно, что, когда шерстяная одежда намокает, даже незначительно посредством водяного пара пододежного пространства, который выделяется даже в состоянии покоя, вода адсорбируется, захватывается пористыми волокнами. Внутри волокон водородные связи в воде разрушаются, что создает химическую реакцию с выделением тепла. По такому же принципу работают материалы Холлофайбер^® ТЕРМО. Однако экзотермический процесс проходит интенсивнее более, чем в 10 раз, помимо этого вода захватывается волокнами, а особая их структура позволяет не задерживать влагу, а быстро отводить ее во внешнюю среду, оставляя пододежное пространство сухим, теплым и комфортным (рис.2).

Рисунок 2. Из доклада Мезенцевой Е.В. к.т.н., главного технолога завода «Термопол» на Международной научной конференции «Мода и дизайн», май 2021 года.

Принцип биомиметики — мейнстрим при создании современных материалов. Чем органичнее новые технологии переплетаются с природными процессами, дополняя и улучшая их, тем больше шансов у такой технологии на внедрение и широкое применение.