暑い夏の到来とともに、ワードローブの中の重い冬服はずっと前から軽い夏服に置き換えられてきました。冬服を詰めるとき、ダウンジャケットが夏服と同じくらい軽いのになぜこんなに暖かいのか疑問に思ったことはありませんか? 1. ダウンはなぜこんなに暖かいのでしょうか? ダウンは羽毛とは異なります。ダウン(衣類の生産に使用される)は、アヒルやガチョウの子の体の表面と、アヒルやガチョウの主な羽の根元に生えています。ふわふわしていて、柔らかい羽枝と細い羽枝があります。アヒルやガチョウの体の表面には羽毛が生えています。非常に軽いですが、ある程度の強度があり、ダウンほど柔らかくはありません。 羽毛の基本的な構成要素は、1 つまたは複数の維管束で構成される維管束細胞です。これらの維管束の表面には細胞膜があり、主に 2 つの疎水性高分子で構成されています。こうして形成された維管束細胞はカールしているため、羽毛の中に多数の気孔が存在し、一定量の空気を蓄えることができます。同時に、ダウン繊維構造内の羽毛間には反発力があり、羽毛同士が密着せず一定の距離を保ち、ダウンの空気を蓄える能力がさらに向上します。これがダウンの暖かさの鍵です。 出典: pexels 熱伝達には、熱伝導、熱対流、熱放射の 3 つの方法があります。熱伝導は、湯たんぽを手にかざすときなど、相互接触によって熱を伝達します。対流は、流れる媒体を通じて熱を伝達します。たとえば、冬に家の中で部屋全体を暖めるエアコンなどがこれにあたります。熱放射は、人が暖を取るために日光浴をするときなど、電磁波を放射することによって熱を伝達します。 流れる空気は熱を奪いやすいため、静止した空気よりも熱伝導率が低くなり、熱伝達の障壁として機能します。静止した空気が多いほど、断熱・保温効果が高まります。ダウンは構造上、大量の空気を蓄えることができるため、ダウンを詰めた衣類は保温性に優れており、その性能はダウンの充填量が増えるほど(つまり、ふっくら感が増すほど)向上していきます。 ダウンがふわふわしているほど暖かい 出典: 百度百科事典 2. 「ダウンジャケット」を着た鳥たちは夏をどのように過ごすのでしょうか? 鳥はすべて羽毛を持っており、羽毛の下には体毛があります。鳥はこれらの羽毛と綿毛を頼りに、次から次へと冬を越します。しかし、夏になると、これらの羽毛やダウンが体表面からの熱の放散を妨げてしまいます。鳥は暑さを怖がらないのでしょうか? 非常に高い「ダウン含有量」を持つゴールデンクラウン菊 出典: 百度百科事典 実際、ほとんどの鳥は過度に高い体温に耐えることができず、ショック状態に陥ったり、死んでしまうこともあります。さらに、鳥は飛行することが多く、基礎代謝率が高いです。同じ気温条件下でも、鳥が感じる気温は人間が感じる気温よりも高いので、鳥は体を冷やすために特別な方法を必要とします。 鳥が涼しく過ごすために使うテクニックのいくつかに入る前に、まず一つの事実を理解することが重要です。それは、すべての鳥が羽毛で覆われているわけではないということです。実際、ペンギンのように完全に羽毛で覆われている鳥はほんのわずかです。ペンギンは主に南極に生息しています。南極の極寒の気候を考慮すると、ここのペンギンは夏に熱中症になるかどうかをあまり心配する必要はありません。ガラパゴスペンギンなど、他の地域に生息するペンギンは、体を冷やすために海水に「浸かる」ことができます。 出典: アンスプラッシュ ほとんどの鳥の体表面は、羽毛領域と裸領域、つまり羽毛が生える領域と羽毛が生えない領域に分かれています。裸地は鳥にとって熱を放散するための重要な経路です。気温が上昇すると、鳥は羽を上げて裸の部分を空気にさらし、熱の一部を放散させます。気温が上昇し続けると、鳥も人間と同じように毛細血管を拡張し、血流を増加させて熱を放出します。鳥はむき出しの表面積が少ないため、より効率的に血流を増やすことができます。 シングルコームのレグホーン種の雄鶏の羽毛と裸地 出典: 「羽毛: 自然進化の奇跡」 カモメやサギなどの一部の鳥は、露出した脚や足への血流を最大 20 倍に増やして、熱を素早く空気中に放出することができます。鳥の中には、熱を放散するために飛んでいるときに足を下げているものもいます。鳥の中には、目の周りやくちばしの皮膚を通して熱を放散するものもいます。そのため、多くの熱帯鳥は、熱を放散できる面積を増やすために大きなくちばしを進化させました。 鳥は飛ぶときに体を冷やすために足を下げます 出典: アンスプラッシュ 気嚢は肺につながる袋状の構造です。鳥類には、内臓を取り囲み、脚と翼の骨まで伸びる 9 つの主要な気嚢があります。鳥が息を吸うとき、空気は直接肺に入るのではなく、最初の気嚢に入ります。息を吐くと、先に吸い込んだ空気が肺に入ります。鳥が再び息を吸うと、最初に吸い込んだガスが 2 番目の気嚢に押し込まれ、先ほど吸い込んだガスが 1 番目の気嚢に入ります...というように繰り返します。鳥が吸い込んだガスは体内を流れ続け、熱を奪っていきます。この効率的な呼吸器系は鳥が継続的に熱を放散するのを助け、暑い天候でも安定した体温を維持することを可能にします。 出典: 百度百科事典 私たちは、羽毛が鳥を暖かく保つことができることを発見し、そこから鳥がどうやって暑さを避けるのかという答えを探し始めました。おそらくこの問題を研究するうちに、科学者たちは新たな疑問を抱いたのでしょう。これが自然の不思議な魅力であり、人類の進歩の原動力です。 |
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