Dlaczego pióra są dobrymi izolatorami termicznymi?

Jeśli kiedykolwiek wtuliłeś się w puchową kołdrę, wiesz, że pióra są bardzo skuteczne w zatrzymywaniu ciepła. To właśnie dzięki temu ptaki mogą pokonywać zimne wiatry i nadal pozostawać wystarczająco ciepłe, aby przetrwać. Struktura ptasich piór jest kluczem do cech, które czynią je tak wspaniałymi izolatorami termicznymi.

Keratyna

Pióra składają się z keratyny, tego samego rodzaju białka, które znajduje się we włosach i paznokciach. Pomimo podobieństw, istnieje jednak kluczowa różnica. Keratyna, którą posiadasz przyjmuje konfigurację opartą na helisie zwanej alfa-keratyną, podczas gdy beta-keratyna w piórach posiada wiele ułożonych arkuszy. Jeśli rozciągnięta w odpowiednich warunkach, alfa-keratyna może przyjąć konfigurację beta-keratyny, więc beta-keratyna jest trochę jak rozciągnięta, mocniejsza wersja alfa-keratyny. W piórach ptaków, te włókna beta-keratyny są połączone w trwałe włókna.

• Pióra składają się z keratyny, tego samego rodzaju białka, które znajduje się we włosach i paznokciach.
  
• Keratyna, którą posiadasz, przyjmuje konfigurację opartą na helisie zwanej alfa-keratyną, podczas gdy beta-keratyna w piórach charakteryzuje się dużą ilością ułożonych arkuszy.

Struktura

Pióra mają silny centralny trzon z mniejszymi trzonami zwanymi kolcami, które rozgałęziają się po obu stronach. Każdy rylec z kolei posiada niezliczoną ilość smukłych odgałęzień zwanych barbulami. Gdybyś przyjrzał się z bliska - powiedzmy pod mikroskopem - odkryłbyś, że wypustki z sąsiednich kolców są połączone małymi haczykami. Haczyki te pomagają lasowi wypustek utworzyć spójną tkaninę. Pod gładkimi zewnętrznymi piórami konturowymi ptaki mają miękkie pióra zwane puchem. Pióra te wyglądają na puszyste, ponieważ brakuje im haczyków na barbuli, więc małe włókna barbuli nie są ze sobą połączone.

• Pióra mają silny centralny trzon z mniejszymi trzonami zwanymi barbulami, które rozgałęziają się po obu stronach.
  
• Pióra te wyglądają na puszyste, ponieważ brakuje im haczyków na barbuli, więc małe włókna barbuli nie są ze sobą zahaczone.

Powietrze

Powietrze jest bardzo słabym przewodnikiem ciepła. Dzieje się tak dlatego, że zderzenia między cząsteczkami przenoszą ciepło przez materiał. W gazie, takim jak powietrze, cząsteczki są od siebie znacznie oddalone i nie zderzają się tak często jak cząsteczki w ciele stałym. W związku z tym, gazy takie jak powietrze potrzebują więcej czasu na przekazanie ciepła niż ciała stałe. To dlatego materiały i produkty wykonane z pianki plastikowej są tak dobrymi izolatorami - pianka plastikowa zawiera wiele małych pęcherzyków lub kieszonek powietrza, a ciepło potrzebuje więcej czasu, aby się przez nie przedostać.

• Powietrze jest bardzo słabym przewodnikiem ciepła.
  
• Dlatego materiały i produkty wykonane z pianki plastikowej są tak dobrymi izolatorami -- pianka plastikowa zawiera wiele małych pęcherzyków lub kieszonek powietrza, a ciepło potrzebuje więcej czasu, aby się przez nie przedostać.

Rola piór

Pióra zatrzymują liczne maleńkie kieszonki powietrza w pobliżu skóry ptaka. Te kieszenie powietrza opóźniają przepływ ciepła, więc poprzez zatrzymywanie powietrza pióra służą jako wysoce efektywne izolatory termiczne. Struktura odgrywa kluczową rolę. Podczas gdy drobna siateczka piór konturowych zatrzymuje trochę powietrza, puszyste, nieuporządkowane wypustki piór puchowych zatrzymują go jeszcze więcej. To dlatego ptaki mają pióra puchowe jako rodzaj wewnętrznej kurtki, aby utrzymać ciepło.

• Pióra zatrzymują liczne maleńkie kieszonki powietrza w pobliżu skóry ptaka.
  
• Te kieszonki powietrza opóźniają przepływ ciepła, więc poprzez zatrzymywanie powietrza pióra służą jako wysoce skuteczne izolatory termiczne.