Когда вода испаряется из материала, материал имеет тенденцию охлаждаться, но этот эффект прекращается в конце процесса испарения. У верблюдов есть решение проблемы.
Уже. Потому что верблюды разработали толстый слой изолирующего меха, чтобы сохранять прохладу и экономить воду в палящих условиях пустыни. Ученые из Массачусетского технологического института они были вдохновлены верблюжьим мехом на создание аэрогеля, который мог бы сохранять предметы, такие как продукты питания или лекарства, свежими в жарких регионах и без необходимости использования электричества.
Секрет верблюда
Как ни странно, верблюд, покрытый мехом, остается более прохладным, чем верблюд с голой кожей. Мех защищает кожу животного от внешнего тепла и в то же время позволяет испаряться поту, продлевая эффект охлаждения испарением.
Благодаря своему меху верблюд все еще может потеть, но не так сильно, как голая кожа. По словам исследователей, тесты показали, что бритый верблюд теряет на 50% больше влаги по сравнению с небритым в таком же состоянии.
Аэрогель с горбами
Команда Массачусетского технологического института подготовила материал, в котором используется тот же подход. Он состоит из своеобразного «бутерброда». Нижний слой гидрогеля с верхним слоем пористого аэрогеля на основе кремнезема.
Когда верхний гель нагревается, гидрогель (состоящий на 97% из воды) начинает испаряться и при этом понижает температуру геля.
Аэрогель имеет чрезвычайно низкую теплопроводность, что не позволяет ему поглощать слишком много тепла из окружающей среды. Таким образом, лежащий в основе гидрогель дольше остается свежим, а его охлаждающий эффект испарения продлевается.
Результаты аэрогеля, вдохновленного верблюдами
В лабораторных испытаниях 5-миллиметровый слой гидрогеля потерял всю воду в результате испарения за 40 часов при воздействии температур 86 ° F (30 ° C).
Когда гидрогель был покрыт 5-миллиметровым слоем аэрогеля, он продержался до 200 часов при воздействии той же температуры. В 5 раз больше.
В целом эффект испарительного охлаждения снизил температуру материала на 12,6 ° F (7 ° C) вместо 14,4 ° F (8 ° C) для простого гидрогеля. Когда гидрогель высохнет, материал можно использовать повторно, просто добавив больше воды.
Единственный недостаток? Производство аэрогеля в настоящее время требует огромного и дорогого оборудования.
Исследователи Массачусетского технологического института в настоящее время ищут более практичные и недорогие альтернативы. Это же выражение улучшает предварительные результаты другое исследование представленные в декабре 2019 года, их конечная цель - использовать этот материал в развивающихся странах, где нет инфраструктуры для доставки и хранения продуктов питания или лекарств.
