Lední medvědi jsou dokonale přizpůsobeni nehostinnému prostředí Arktidy, kde žijí. Ještě v nedávné minulosti byla kožešina ledního medvěda ceněna mezi polárníky jako jedinečná ochrana proti chladu, větru a nepřízni počasí.

Vědci se inspirovali její mikroskopickou strukturou a pokusili se ji napodobit umělým vláknem s podobnými vlastnostmi..

Srst ledního medvěda má několik unikátních vlastností, které ji odlišují i od ostatních zvířecích obyvatel dalekého severu, jako jsou například polární lišky. Vlákna srsti ledního medvěda se liší i od srsti jejich příbuzných, medvědů hnědých a medvědů grizzly žijících jižněji.

Lední medvěd je vrcholným predátorem a svoji kořist často loví ve vodě. Srst si tak musí uchovávat své hřejivé vlastnosti i při namočení. Řada živočichů si proto vyvinula různé navzájem se překrývající druhy srsti, kde svrchní vrstva je vodoodpudivá a spodní „podsada“ je hustá a hřejivá.

Unikátní vlastnosti medvědí srsti

U živočicha velikosti ledního medvěda, který nezřídka váží přes 400 kilogramů, by ale taková kombinace byla velmi objemná. Kdyby navíc došlo k proniknutí ledové vody do spodní vrstvy srsti, nejenže by medvědovi byla zima a hrozilo by mu umrznutí, ale mnohem dříve by se zřejmě utopil, protože srst tohoto objemu by nasákla tolik vody, že by jej stáhla pod hladinu.

Příroda proto lední medvědy vybavila srstí, která je jak hřejivá, tak nenasákavá. Srst je navíc propustná pro infračervené záření a dovolí medvědí pokožce, která je ve skutečnosti černá, absorbovat maximální množství slunečního záření, kterého je v Arktidě poskrovnu.

Vědci z univerzity v čínském Chang-čou zkoumali strukturu medvědí srsti na mikroskopické úrovni a zjistili, že její jádro je tvořeno velmi porézní strukturou. Ta v sobě obsahuje násobně více vzduchu než například lidský vlas a slouží tak jako dokonalý tepelný izolant.

Povrch srsti je potom potažen pružnou keratinovou blánou, která nepropouští vodu, a při ponoření tak zabraňuje jejímu nasáknutí. Čínští vědci se pokusili napodobit tuto strukturu pomocí syntetických materiálů, které by bylo možné průmyslově vyrábět a zpracovávat.

Jak napodobit matku přírodu

Jako základ porézní struktury vlákna použili aerogel. Jedná se o dosud nejlepší uměle vyrobený tepelný izolant, který používá například i NASA na kosmických lodích. Aerogel je také nejlehčí trojrozměrný materiál, který vzniká nahrazením kapaliny v gelovém útvaru plynem při zachování její prostorové struktury.

Základem se v tomto případě stal gelový polysacharid zvaný chitosan, který pro zpevnění svého těla vytváří některé medúzy nebo korýši a který lze průmyslově vyrábět.

Problémem aerogelu je však jeho křehkost. Aerogelové vlákno se při ohybu velmi snadno láme a má i malou pevnost v tahu. Ve druhém kroku proto vědci na aerogelové jádro z chitosanu nanesli termoplast. Aerogelové vlákno roztočili okolo své osy velkou rychlostí a díky tomu jej kompletně obalila tenká vrstva temoplastu.

Ta nahradila vnější keratinovou blánu přítomnou v medvědí srsti, a zajistila tak nově vzniklému vláknu voděodolnost a nenasákavost. Navíc jej zpevnila natolik, že pro jeho zpracování je již možné použít běžné pletací metody.

Díky tomu je možné z něj přímo tkát látky na oblečení. To si přitom uchovává své vlastnosti například i po vyprání v pračce a při běžném nošení nepodléhá opotřebení více než například vlna.

Vysoký tepelný komfort

Přitom k zajištění stejné hřejivosti jako u prvotřídní vlny stačí pouze pětinová tloušťka látky z tohoto nového materiálu. Tenké podvlékací tričko je proto schopno zajistit stejný tepelný komfort jako tlustý vlněný svetr.

Materiál přitom dle vědců při nošení pocitově připomíná něco mezi bavlnou a syntetickým vláknem a je zcela prostý „svědivého pocitu“, který mohou někteří lidé pociťovat při nošení vlněného oblečení. Možnost průmyslové výroby a zpracování je do budoucna příslibem dostupných cen tohoto nového materiálu.

Dalším krokem je potom jeho přenesení z laboratoří do textilního průmyslu, o který již projevila zájem armáda.