Công Nghệ & Ứng Dụng

Lạc đà sa mạc truyền cảm hứng cho một công nghệ làm mát mới

Wikicabinet – Kênh thông tin tri thức nhân loại kính chào quý độc giả ở kỳ trước chúng tôi đã giới thiệu các chủ đề về:

Hệ điều hành Windows 10X sẽ sớm được tung ra trong năm 2021

Kỳ này wikicabinet xin giới thiệu đến độc giả một chủ đề Lạc đà sa mạc truyền cảm hứng cho một công nghệ làm mát mới. Mời quý độc giả đón theo dõi chủ đề này cùng wikicabinet nhé!

Một nhóm các nhà khoa học đã đưa ra công nghệ làm mát hai lớp hoạt động tốt hơn gấp 5 lần so với vật liệu thông thường và không cần dùng điện.

Lấy cảm hứng từ quá trình tiến hóa, các nhà khoa học đã phát triển một công nghệ làm mát mới bằng cách sử dụng cùng một phương pháp giúp lạc đà sa mạc tránh bị quá nóng trên sa mạc.

Cách hạ nhiệt của lạc đà sa mạc (và các động vật khác và cả con người) thường là bằng cách đổ mồ hôi. Khi nhiệt độ bên trong cơ thể tăng lên, các tuyến mồ hôi trên da bắt đầu tiết ra mồ hôi. Nước mặn này đọng lại trên da, và sự chênh lệch độ ẩm giữa nước đó và không khí khô khiến mồ hôi bay hơi dưới dạng hơi nước – mang theo nhiệt dưới dạng năng lượng.

Bằng cách nghiên cứu quá trình này, các nhà khoa học đã phát triển một công nghệ mô phỏng công việc của các tuyến mồ hôi bằng cách sử dụng hydrogel, một vật liệu giống như gel được thiết kế để giữ một lượng lớn nước. Một lớp hydrogel này có thể giữ cho thứ gì đó mát mẻ bằng cách giải phóng nước của nó trong khoảng thời gian khoảng 40 giờ, sau đó nó phải được cung cấp thêm mồ hôi.

Để tăng khoảng thời gian mà hydrogel có thể giữ cho một thứ gì đó mát mẻ, các nhà khoa học một lần nữa tìm đến lạc đà sa mạc.

Các nhà động vật học đã báo cáo rằng một con lạc đà lông ngắn phải tăng 50% lượng nước tiêu thụ để đổ mồ hôi vào ban ngày so với con có bộ lông len tự nhiên . Điều này có nghĩa là loài vật có ít lông phải tiết nhiều mồ hôi hơn để giữ mát. Vì vậy, một lớp hydrogel không có lớp cách nhiệt bên trên sẽ mất nước nhanh hơn một lớp hydrogel có thể hoạt động như lông động vật.

Để làm được điều này, các nhà khoa học từ Viện Công nghệ Massachusetts đã thiết kế một lớp aerogel cho phép hơi nước đi qua .

Bằng cách bắt chước hệ thống lông / tuyến kép ở lạc đà sa mạc, họđã thiết kế một lớp kép cách nhiệt bay hơi, giống như đối với lạc đà, cho phép kéo dài đáng kể thời gian làm mát bay hơi thụ động với cùng một lượng nước tiêu thụ.

Thiết kế hai lớp của nhóm nghiên cứu đã giữ một mẫu ở nhiệt độ thấp hơn 7 ° C so với môi trường xung quanh trong 200 giờ trước khi nó cần được ‘sạc lại’ bằng nhiều nước hơn, lâu hơn năm lần so với phương pháp tiếp cận một lớp sau đó.

Không giống như các hệ thống làm mát dựa trên máy điều hòa không khí và tủ lạnh, công nghệ hydrogel-aerogel không sử dụng bất kỳ điện năng nào, khiến nó trở nên thích hợp hơn cho hàng triệu người trên thế giới không có điện.

Hydrogel có khả năng tái sử dụng bởi chúng có thể được làm khô và trương nở khi ngâm trong nước, hoạt động bình thường trở lại trong nhiều chu kỳ làm mát.

Tuy nhiên, chi phí sản xuất của công nghệ này hiện đang là điểm mấu chốt quan trọng. Nhưng với thông tin cho rằng vắc-xin Pfizer / BioNTech coronavirus có thể được bảo quản ở -70˚C, chúng ta cần một công nghệ làm mát di động với mức chi phí thấp nhất.

Một điều chính chúng ta học được trong công trình này là lợi ích của việc bổ sung lớp cách nhiệt xốp, mà các nhà khoa học nghĩ cũng có thể hữu ích cho việc điều chỉnh nhiệt độ của vắc-xin coronavirus . Phải thừa nhận rằng với bộ vật liệu hiện tại, nơi cơ chế loại bỏ nhiệt chính vẫn là bay hơi nước, thì khó có thể đạt đến nhiệt độ thấp như vậy. Khi áp dụng công nghệ làm mát mới, một giải pháp cho vấn đề này có thể là ghép đá khô với vật liệu cách nhiệt xốp.

Ở một mức độ nào đó, mọi người đã làm điều này với các gói đá khô hiện có. Để đạt được nhiệt độ thậm chí thấp hơn nhiệt độ đó, chúng ta cần tối ưu hóa thiết kế của vật liệu cách nhiệt.

Tại sao chúng ta đổ mồ hôi khi lo lắng?

Đây là một phần trong phản ứng sinh học của cơ thể chúng ta và xảy ra khi hệ thống thần kinh giao cảm của chúng ta tiết ra hormone, bao gồm adrenaline, kích hoạt các tuyến mồ hôi.

Hình ảnh quét não cho thấy rằng việc đổ mồ hôi do hoảng sợ của con người sẽ làm sáng lên các vùng não xử lý các tín hiệu cảm xúc. Vì vậy, một giả thuyết cho rằng sự đổ mồ hôi này là một hành vi đã tiến hóa khiến não của con người tỉnh táo hơn và sẵn sàng cho bất cứ điều gì khiến chúng ta lo lắng.

Trong kỳ tiếp theo, Wikicabinet  trân trọng mời độc giả đón đọc chủ đề Hệ thống AI giải quyết vấn đề gấp protein 50 năm tuổi trong vài giờ

Nếu có những thắc mắc hay muốn tìm hiểu về bất kỳ chủ đề nào, hãy liên hệ với Wikicabinet bằng cách bình luận ở phía dưới nhé.

Leave a Reply