Шерсть белых медведей отличается невероятной теплоемкостью, водостойкостью и эластичностью. Во многом благодаря ей животным удается выжить в условиях низких температур и высокой влажности. Секрет кроется в уникальной структуре: в отличие от других млекопитающих, волоски на теле полярных медведей полые. Ученые из Китайского научно-технического университета в провинции Аньхой смогли воспроизвести структуру волосков в своем изоляционном материале. Синтетический аналог оказался даже лучше оригинала – он более эластичный и легкий. Результаты опубликованы в научном журнале Chem.

Свою работу команда начала с изготовления нанопроволоки из теллура (Te) – довольно редкого и дорогого химического элемента из семейства металлоидов. Сверху проволоку покрыли углеродной оболочкой, а затем высушили и прокалили в инертном газе при температуре 900°C. В результате нанопроволока из теллура растворилась, остались только полые углеродные трубки – своего рода искусственный заменитель медвежьей шерсти.

Теплопроводность полученного аэрогеля составляет 23 мВт/(м·К) – ниже, чем у сухого воздуха. Это связано с тем, что их внутренний диаметр (35 нанометров) меньше длины свободного пробега молекул воздуха (75 нанометров). При этом искусственный «волос» оказался легче, чем большая часть известных теплоизоляционных материалов: его плотность равна 8 кг/м³. 

Отдельного внимания заслуживает эластичность нового материала – показатель гораздо выше, чем у натуральной шерсти. Установить этот факт китайским исследователям помог опыт с отскоком стального шара.

Ученые говорят, что материал сохраняет свои свойства даже после миллиона циклов сжатия при 30%-й деформации и 10 000 циклов – при 90%-й. Они уверены, что материал со столь выдающимися свойствами найдет свое применение во многих сферах, в том числе в строительной и аэрокосмической отраслях. Однако сперва нужно масштабировать технологию: размер испытуемого образца всего 4 см x 2 см и этого явно недостаточно для производства. Кроме того, им предстоит найти более дешевую замену теллуру.