Inspirando-se na evolução, os cientistas desenvolveram uma nova tecnologia de resfriamento usando o mesmo método pelo qual os camelos evitam o superaquecimento no deserto.
A maneira como os camelos (e outros animais, e também os humanos) esfriam é geralmente pelo suor. Quando a temperatura interna do corpo aumenta, as glândulas sudoríparas da pele começam a produzir suor.
Essa água salgada fica na pele, e a diferença de umidade entre ela e o ar seco impulsiona a evaporação do suor na forma de vapor d’água – levando consigo o calor, na forma de energia.
Ao estudar esse processo, os cientistas desenvolveram uma tecnologia que imita o trabalho das glândulas sudoríparas usando um hidrogel, um material semelhante a um gel projetado para reter grandes quantidades de água.
Uma única camada deste hidrogel poderia manter algo fresco, liberando sua água ao longo de cerca de 40 horas, após o que ela teve que ser reabastecida com mais ‘suor’.
Para aumentar a quantidade de tempo que o hidrogel poderia manter algo frio, os cientistas olharam novamente para o camelo.
“Zoólogos relataram que um camelo tosado tem que aumentar o gasto de água para suar em 50 por cento durante o dia, em comparação com aquele com um casaco de lã natural”, disse Jeffrey Grossman, autor sênior do estudo.
Isso significa que o animal com menos pêlo teve que produzir mais suor para se manter fresco. Assim, um hidrogel sem uma camada isolante no topo perderia água mais rápido do que um com algo para agir como”pele”.
Para fazer isso, cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts projetaram uma camada de aerogel que permitiria a passagem do vapor d’água.
“Ao imitar o sistema duplo de pele / glândula em camelos, projetamos uma bicamada de isolamento de evaporação, que, como para o camelo, permite uma extensão significativa do tempo de resfriamento evaporativo passivo para a mesma quantidade de consumo de água”, disse Grossman.
O projeto de bicamada da equipe manteve uma amostra a uma temperatura 7˚C mais baixa do que seu entorno por 200 horas antes de precisar ser “recarregada” com mais água, cinco vezes mais do que a abordagem de camada única.
Ao contrário dos sistemas de refrigeração baseados em condicionadores de ar e geladeiras, a tecnologia hidrogel-aerogel não usa eletricidade, tornando-a mais apropriada para milhões de pessoas ao redor do mundo que não têm acesso à eletricidade.
“Queremos que esta seja uma tecnologia verde”, disse o principal autor do estudo, Zhengmao Lu. “Uma vez que o hidrogel está totalmente seco [fora], ele pode ser submerso em água (não necessariamente água limpa) e se torna hidratado e funcional novamente, para vários ciclos de resfriamento.”
No entanto, o custo de fabricação da tecnologia é atualmente o gargalo para escalabilidade, disse Grossman. Mas, com a notícia de que a vacina de coronavírus Pfizer / BioNTech pode precisar ser mantida a -70˚C, a tecnologia de resfriamento portátil de baixo custo está em demanda.
“Uma coisa importante que aprendemos neste trabalho é o benefício da adição de isolamento poroso, que eu acho que pode ser útil para a regulação da temperatura da vacina contra o coronavírus”, disse Lu. “Reconhecidamente, com nosso conjunto de materiais atual, onde o principal mecanismo de remoção de calor ainda é a evaporação da água, é improvável que atinja temperaturas tão baixas”.
Usando sua descoberta, Lu diz que uma solução para o problema poderia ser emparelhar gelo seco com isolamento poroso.
“Até certo ponto, as pessoas já fazem isso com os pacotes de gelo seco existentes. Para atingir temperaturas ainda mais baixas do que essas, precisamos otimizar o design do material de isolamento. Neste ponto, esperamos que isso possa levar alguns anos de esforço. ”
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Traduzido e editado por equipe Isto é Interessante
Fonte:Science Focus
