Cercetările dezvăluie dinamica transpirației prin noi instrumente de cercetare

Căldura extremă din Statele Unite face din această vară un sezon pentru transpirație. Transpirația și evaporarea ei sunt esențiale pentru a ne menține răcori atunci când lucrurile se încălzesc. Dar înțelegerea noastră asupra modului în care se evaporă transpirația este limitată la etapele copioase ale procesului, când corpul nostru este acoperit de un strat lipicios sau chiar de bălți de sudoare. Se știe relativ puține despre dinamica din spatele etapelor inițiale ale transpirației, când picăturile mici sunt eliberate de glandele sudoripare individuale și apoi se evaporă rapid.

„Există cercetători în inginerie mecanică din întreaga lume, inclusiv eu, dedicați înțelegerii diferiților factori care influențează comportamentul picăturilor pe aproape fiecare substrat industrial în producția de energie electrică, procesarea alimentelor, imprimarea cu jet de cerneală și multe altele”, spune Konrad Rekaczewski, profesor asociat. La Universitatea de Stat din Arizona. „Așadar, am fost uimit că nimeni nu a examinat mai atent transpirația de pe piele.”

Căutând să umple această lacună în cunoștințe, Rykatchevsky și colegii săi au dezvoltat noi instrumente de cercetare, inclusiv o capsulă ventilată, în formă de tunel de vânt, cu o fereastră în infraroșu, care permite videoclipuri cu mărire mare a formării picăturilor de transpirație pulsatorie și a evaporării pe fruntea oamenilor. . La o scară de 20 de microni, mai puțin decât lățimea unei singure șuvițe de păr.

Experimentele timpurii cu echipamentul au arătat că coeficientul de transfer de masă – o măsură a creșterii evaporării pe măsură ce o zonă mai mare a pielii este acoperită cu transpirație – și, astfel, puterea de răcire a etapei inițiale sau a transpirației cu picături poate fi de trei ori mai mare decât a transpirației. filmul din etapa ulterioară sau transpirația acumulată. De asemenea, se pare că o mare parte din această activitate de evaporare are loc la nivelul conductelor sudoripare individuale în apropierea sau sub stratul exterior al pielii.

„Acest lucru are implicații foarte interesante pentru designul de textile și îmbrăcăminte pentru climă caldă”, spune Rikaczewski. „Pe măsură ce ne confruntăm cu un viitor de căldură mai extremă, ne dorim toate resursele necesare pentru a face față.”

Rezultatele muncii echipei tocmai au fost publicate într-o lucrare în jurnalul iScience.

Rekatchevsky apreciază munca partenerilor din această echipă interdisciplinară, inclusiv profesorul Stavros Kavouras de la Colegiul de Soluții de Sănătate ASU, profesorul asociat Gokul Pathikunda și profesorul asociat Heather Imadi de la Ira A. Fulton Engineering de la Universitatea de Stat din Arizona și cercetătorii postdoctorali Ankush Jaiswal, Kambiz Sadeghi și Ankit Joshi; precum și studenții absolvenți Sibin T. Jose, Ramesh Rajesh și Vinay Nanani.