Valguse hajutamine hoiab sulelisi ja karvaseid soojas
Uuringu ühele juhtautorile, Belgia Namuri ülikooli teadlasele Pricilla Simonisele pakkus iseäranis suurt huvi, kuidas suudavad jääkarud säilitada kehatemperatuuri 37°C juures isegi siis, kui tegemist on pika ja külma talvega ja välistemepratuurid võivad langeda -40 kraadini. Nähtus on seda huvitavam, et karu karvkate on üksnes viis sentimeetrit paks. Siit tekkis kohe ka küsimus, miks ehitusel kasutatavad soojustusmaterjalid nii hästi ei tööta. Miks on ikka vaja vähemalt 60 cm kivi- või klaasvilla, et hoida toas 20°C sooja, kui väljas on viis kraadi külma? Teadlased võtsid vaatluse alla kaks peamist moodust, kuidas soojus liigub. Esmalt kiirgus, mis kannab soojusenergiat läbi elektromagnetlainete. Teiseks edasikanne, mille puhul kandub soojusenergia edasi tänu aatomite ja molekulide vibreerimisele. Levinud arvamus on, et karvad ja suled hoiavad loomi ja linde soojas tänu tekkivale õhuvahele, mis aeglustab soojuse edasikannet. Simonis kahtlustas aga, et siinkohal võib hoopis kiirgus suuremat rolli mängida. Teadlased viisid läbi mõned arvutused, mis näitasid, et soojuse kadu kahe õhukihiga eraldatud keha vahel toimubki ennekõike kiirguse tõttu, mitte juhtivuse ehk edasikande läbi. Selleks, et kiirguse teel toimuvat soojakadu lähemalt uurida, lõid teadlased arvutimudeli, milles olid esindatud nii kuum kui külm termostaat. Need matkisid looma sooja keha ja külma väliskeskkonda. Kahte termostaati eraldas tühi ruum, kuhu lisati nn kiirguskilbid, mis jäljendasid üksikuid karvu looma karvkattes. Ühe testi puhul kasutati nn musta keha kilpe, mis neelavad kogu neile langeva kiirguse. Teisel puhul kasutati hallkeha kilpe, mis suudavad osalt kiirgust tagasi peegeldada, osalt aga juhivad seda edasi. Selgus, et mida suuremaks muutus kiirguskilpide peegeldumisvõime, seda väiksemaks muutus sooja kogus, mis kandus edasi kuuma ja külma termostaadi vahel. Mida rohkem selliseid kilbikesi katsesse lisati, seda väiksemaks muutus energiakadu. Sellest järeldub, et korduv infrapunavalguse tagasihajutamine selliste üksikuid karvu või sulgi matkivate kiirguskilbikeste vahel on üks peamisi mehhanisme, mis tagab kogu sulg- ja karvkatte soojapidavuse. Simonise sõnul võib loomade karvkatte valgust hajutavatel omadustel olla kaks eesmärki. Õige ehitusega karvad ja suled võivad pakkuda head soojusisolatsiooni infrapunavalguse spektris. Teisalt hajutavad need nähtavat valgust nii, et annavad loomale valge välimuse. Nii hoolitseb see polaaraladel elutsevate loomade puhul korraga nii soojuse kui kaitsevärvi eest. Inimeste puhul võib aga kiirguse teel tekkiva soojakao vähendamisele keskendumine viia uute eriti õhukeste soojustusmaterjalide arendamiseni. Selleks tuleks Simonise hinnangul mitmekordistada väga õhukestes materjalides elektromagnetlainete suhtlust hallkehade ehk peegeldavate kehadega. Sellised on näiteks väga madala kiirgustasemega läbipaistmatud metallid. Simonise hinnangul võiks see olla võimalik näiteks väga mitmekihiliste materjalide puhul. Vastav uuring ilmus ajakirjas Optics Express.
