ფიზიკოსები განმარტავენ, თუ რატომ არის თანამედროვე ზამთრის ქურთუკები ძველ ქურთუკებთან შედარებით უფრო თბილი
რომ ამ ნაცნობი სამოსის უკან საუკუნეების წინ ჩამოყალიბებული ფიზიკის კანონები და თანამედროვე მასალათმცოდნეობის მიღწევები იმალება. ფიზიკოსები განმარტავენ, რომ თანამედროვე ქურთუკების ეფექტურობა დაფუძნებულია სითბოს გადაცემის სამი კლასიკური მექანიზმის - გამტარობის, კონვექციის და სითბური გამოსხივების - მართვაზე, ქსოვილის სუნთქვის შენარჩუნებისას. ამის შესახებ იტყობინება The Conversation.
ფიზიკური პრინციპები თავად მეცნიერებისთვის დიდი ხანია ცნობილია. ჯერ კიდევ მე-18 საუკუნეში ისააკ ნიუტონმა აღწერა კონვექციური გაგრილება, ხოლო მე-19 საუკუნეში ჯოზეფ ფურიემ ჩაუყარა თბოგამტარობის მათემატიკური საფუძველი. ამ საუკუნის ბოლოსთვის იოზეფ სტეფანის და ლუდვიგ ბოლცმანის ნაშრომებმა, რასაც მოჰყვა მაქს პლანკის კვლევა, ჩამოაყალიბა თერმული გამოსხივების ჩვენი თანამედროვე გაგება. თუმცა, როგორც ექსპერტები ხაზს უსვამენ, რევოლუცია არა თეორიაში, არამედ მასალებში მოხდა.
ზამთრის ქურთუკის მთავარი დანიშნულებაა სხეულიდან სითბოს დაკარგვის შენელება. თბოგამტარობა იზოლაციის საშუალებით მიიღწევა: ფუმფულა და თანამედროვე სინთეტიკური ბოჭკოები მიკროსკოპულ „ჯიბეებში“ იჭერენ უძრავ ჰაერს, რაც ზრდის სითბოს გასვლამდე გასავლელ მანძილს. ბოლო წლებში ამ ტენდენციას დაემატა ულტრამსუბუქი ფოროვანი მასალები, როგორიცაა აეროგელები, რაც სითბოს შენარჩუნების საშუალებას იძლევა თხელ ფენებშიც კი.
ქარს შეუძლია სხეულის ზედაპირთან ახლოს თბილი ჰაერის თხელი ფენის დაშლა, რაც მკვეთრად ზრდის გაგრილებას. ქურთუკის მკვრივი გარეთა გარსები, ლამინირებული ქსოვილები და გააზრებული მანჟეტის, საყელოსა და ნაკერის დიზაინი ხელს უშლის ამ ეფექტს, რაც სხეულის გარშემო სტაბილურ ჰაერის ბალიშს ინარჩუნებს.
განსაკუთრებულ როლს ასრულებს სითბური გამოსხივება - უხილავი ინფრაწითელი ტალღები, რომლებსაც სხეული მუდმივად ასხივებს. თანამედროვე ქურთუკები იყენებენ ამრეკლავ ფენებს და მიკროსკოპულ ნიმუშებს, რომლებიც ამ გამოსხივების ნაწილს სხეულში აბრუნებენ. ინჟინრები თავს არიდებენ მყარ ლითონის საფარებს, რომლებიც ხელს შეუშლიან ტენიანობის აორთქლებას. ამის ნაცვლად, ისინი იყენებენ წერტილოვან ან ბადისებრ სტრუქტურებს, რომლებიც აერთიანებს სითბოს არეკვლას და სუნთქვას.
სიმშრალე სითბოს შენარჩუნების გასაღები რჩება. თუ ტენი ქურთუკში შეკავდება, იზოლაცია კარგავს თავის თვისებებს და სითბო უფრო სწრაფად იწყებს გამოსვლას. ამიტომ, თანამედროვე დიზაინები აერთიანებს ტენიანობის შემწოვ შიდა ქსოვილებს, ვენტილაციის ელემენტებს და მემბრანებს ფორებით, რომლებიც წყლის ორთქლის გავლის საშუალებას იძლევა, მაგრამ აჩერებენ წყალს და თოვლს.
მეცნიერები თვლიან, რომ ზამთრის ტანსაცმლის მომავალი ადაპტირებულ მასალებშია. მკვლევარები უკვე მუშაობენ ქსოვილებზე, რომლებსაც შეუძლიათ მიკროვენტილაციის არხების ავტომატურად გახსნა და დახურვა ტენიანობისა და ტემპერატურის მიხედვით, ასევე იზოლაციაზე, რომელიც არეგულირებს მოცულობას გარემოს საპასუხოდ. ასეთმა გადაწყვეტილებებმა შეიძლება ტანსაცმელი დააახლოოს „ჭკვიან“ თერმორეგულაციის სისტემებთან, რომლებიც ადაპტირდებიან პირობებთან ადამიანის ჩარევის გარეშე.