19:49
Comentarii Adauga Comentariu

_ Cercetătorii se inspiră din boturile de porc pentru a proiecta tehnologii noi de filtrare a aerului

_ Cercetătorii se inspiră din botul de porc pentru a proiecta tehnologii noi de filtrare a aerului

De la începutul activității creative umane, natura a servit drept sursă de inspirație. Acest lucru continuă să fie valabil pentru Saikat Basu, profesor asistent la Departamentul de Inginerie Mecanică al Universității de Stat din Dakota de Sud, care s-a inspirat din botul unui porc pentru a investiga modalități de îmbunătățire a filtrației aerului.

"Cercetătorii nu au încercat încă să proiecteze dispozitive de filtrare și condiționare termică de inginerie bazate pe expresii, mai precis tendințele de captare a particulelor din aerul inhalat și fenomenele de transfer de căldură din țesuturile nazale în aer, care sunt observate la acest tip de animale. nas”, a explicat Basu. „Aceasta a fost o idee nouă.”

Porcii (Sus domesticus) au fost printre primele animale domestice. Dovezile arheologice sugerează că porcii au fost domesticiți în China, de la mistreți, în urmă cu 8.000 de ani și cu peste 11.400 de ani în urmă, în regiunea care este acum Egipt. De atunci, animalul – în special botul porcului – a evoluat pentru a se adapta la o varietate de climate.

Nasul (botul pentru porci) joacă un rol foarte important atât la oameni, cât și la animale. Nasul este o componentă cheie în interacțiunile cu mediul oricărui organism. Când aerul este inhalat, nasul încălzește aerul prin cavitatea nazală și canalele de aer pentru a proteja organele interne cheie. Acest lucru este valabil atât pentru oameni, cât și pentru porci. În plus, cavitatea nazală acționează ca prima linie de apărare împotriva agenților patogeni aeropurtați, bolilor, bacteriilor și altor particule externe. Căile nazale sinuoase și modelele complexe de flux de aer care rezultă ajută la captarea particulelor și la filtrarea aerului.

Deoarece porcii tind să mănânce din zonele în care există mult praf, botul trebuie să fie deosebit de priceput la filtrarea particulelor dăunătoare. . Porcii au trebuit, de asemenea, să se adapteze la o varietate de climate, creând structuri nazale complexe din punct de vedere morfologic. Pentru porcii care trăiesc în Dakota de Sud, botul a devenit foarte eficient în încălzirea aerului rece, inhalat.

„Chiar și ca ființe umane, trebuie să încălzim aerul înainte de a-l putea respira în plămâni, ", a spus Basu. „Animalele care trăiesc în climă mai rece sunt mult mai eficiente în încălzirea aerului datorită căilor respiratorii.”

Dacă comparați botul porcului cu cel uman – în special secțiunile transversale din apropierea cavităților sinusurilor – cel al porcului este mult mai proeminent și mai întortocheat.

„Acesta a fost unul dintre motivele pentru care am vrut să ne uităm la acest animal”, a spus Basu. „Am vrut să vedem dacă morfologia complexă a zonei ajută într-un fel sau dacă influențează mecanica fluidelor. De asemenea, am vrut să vedem dacă aceasta poate fi corelată cu numărul 1, filtrarea particulelor de aer și numărul 2. , transferul de căldură.”

Cercetarea a fost publicată recent în Integrative and Comparative Biology.

În ultimii ani, îmbunătățirea filtrării aerului a fost un punct de interes pentru cercetători. Datorită pandemiei de COVID-19, înțelegerea modului în care filtrarea poate capta mai bine particulele dăunătoare a înregistrat un nivel crescut de accent în cercetare. În cercetările anterioare legate de acest proiect, Basu a investigat modalități de a îmbunătăți filtrarea în interiorul măștilor.

„Anterior, lucram la proiectarea filtrelor într-o mască care să fie la fel de complexă ca și căile respiratorii la animale”, a adăugat Basu.

Pentru acest proiect, Basu a colaborat cu un membru al facultății de la Universitatea Cornell – Sunghwan Jung – precum și cu un membru al facultății de la Universitatea Illinois din Urbana-Champaign – Leonardo Chamorro. Anterior, echipa a colaborat la proiectul susținut de NSF, care a proiectat filtre inspirate de nasuri de animale, inclusiv porci, oposume și câini. Acest proiect a fost o ramură a muncii lor anterioare.

În ceea ce privește filtrele de aer, filtrele de aer cu particule de înaltă eficiență (HEPA) sunt în prezent standardul de aur. Potrivit Agenției Statelor Unite pentru Protecția Mediului, aceste filtre îndepărtează teoretic cel puțin 99,97% din praf, polen, mucegai, bacterii și orice particule din aer cu o dimensiune de 0,3 microni. Provocarea cu filtrele HEPA, potrivit lui Basu, este că acestea nu sunt atât de eficiente din punct de vedere energetic pe cât ar putea fi. Astfel, există necesitatea de a proiecta un filtru de aer care să fie atât competent în îndepărtarea particulelor dăunătoare, cât și eficient din punct de vedere energetic.

Cercetătorii de la Cornell au efectuat scanări CT pe porci și au caracterizat geometria nasului acestora, ceea ce a oferit Basu și echipa sa de cercetare au proiectat modele de filtre care ar putea simula fluxul de aer și simulările transferului de căldură. Echipa de la UIUC a efectuat validări experimentale ulterioare ale cercetării de modelare numerică a lui Basu.

Una dintre principalele constatări din simulări a fost diferențele de transfer de căldură între zonele din structurile anatomice. Când aerul intră în nas, are loc un transfer ridicat de căldură, dar acesta dispare pe măsură ce aerul se deplasează prin căile nazale.

„Pe măsură ce aerul călătorește mai departe în cavitatea nazală, transferul de căldură scade, ", a spus Basu. „Însemnând că aerul atinge oarecum temperatura țesuturilor mai calde din jur.”

Basu a descoperit că modelul bazat pe nasul porcului a oferit o cantitate bună de transfer de căldură - un element crucial pentru un aer- filtru de condiționare – și a reușit să capteze aproape toate particulele de peste 10 microni. Cu toate acestea, pe măsură ce particulele au devenit mai mici (sub 10 microni), eficiența captării particulelor a scăzut, a explicat Basu.

„Dezavantajul este că dacă ne uităm la dimensiunile particulelor, doi microni, patru microni, chiar și poate cinci și șase microni, eficiența este destul de scăzută în ceea ce privește cât de multe dintre acele particule vor fi filtrate”, a spus Basu. „Dacă te uiți la filtrele HEPA, acele particule vor fi și ele prinse, dar dacă te uiți la designul modelului nostru bio-inspirat, nu vor fi.”

Acesta este un domeniu în care rămâne o întrebare cheie – în ceea ce privește cercetarea particulelor de aer. Micronii, sub 10, trebuie să fie prinși de filtrele de aer pentru a fi protejați de infecțiile virale, de exemplu?

Conform cercetărilor anterioare ale lui Basu și al altora, micronii mai mici – sub cinci microni – nu sunt dominanti. în ceea ce privește cantitatea de încărcătură virală pe care o pot purta. Dacă cercetările suplimentare asupra particulelor dăunătoare de aer sugerează că micronii „mai mici” (sub 10 microni) nu sunt dăunători în ceea ce privește încărcătura virală care poate declanșa infecții respiratorii la un subiect uman expus, atunci designul lui Basu, care captează particule cu dimensiunea de 10 microni. și mai mare, ar putea funcționa la un consum mai mic de energie decât filtrele HEPA, oferind în același timp același nivel de siguranță.

„Practic, optimizăm între ce particule vrem să captăm”, a spus Basu. „Desenele sunt inspirate de natură și, din cercetările noastre inițiale, vedem că acele modele vor fi eficiente din punct de vedere energetic în timp ce aspiră aer și separă aerul de acele particule dăunătoare.”

Așa cum notează Basu. , există un decalaj semnificativ între cercetarea echipei sale și producția din industria filtrelor de aer, dar este interesant să vedem că știința pentru această dezvoltare există.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Adolescent, 17 ani, arestat pentru presupusa înjunghiere mortală a unui bărbat de 34 de ani, în South Yarra, Melbourne

_ Magnatul tehnologiei Bryan Johnson speră că cele 80 de pastile sale pe zi vor fi un model care va salva omenirea

_ British Soap Awards 2023: Jennifer Metcalfe de la Hollyoaks își evidențiază silueta într-un top bandeau

_ British Soap Awards 2023: Claire Sweeney conduce glamourul covorului roșu

_ Revista Glamour prezintă modelul de copertă „Bărbat” însărcinat pentru Luna Mândriei

_ Jeremy Clarkson Își APĂRĂ pe colegul său ITV Phillip Schofield de „curtea populară a rețelelor sociale”

_ Șofer de autobuz școlar salvează 37 de copii în Milwaukee cu câteva secunde înainte ca vehiculul să ia foc

_ NSW Blues renunță la tricoul controversat al marinei pentru viitoarele meciuri State of Origin împotriva Queensland

_ EVALUAREA JUCĂTORILOR ANGLIA: Ollie Pope și Ben Duckett uimesc cu bâta într-o victorie emfatică împotriva Irlandei

_ Sute de femei ar putea beneficia de asociere cu medicamente pentru cancerul ovarian care dublează șansa de remisie

_ Cremonese, echipa lui Vlad Chiricheș, încheie prestația în Serie A cu victorie, scor 2-0 cu Salernitana

_ Vremea în Australia: cea mai puternică ploaie din ultimele două luni a lovit sud-vestul și sudul țării

_ Turnul de moment al unei biserici vechi de secole din Massachusetts se prăbușește

_ 27 de copii dispăruți în ultimele două săptămâni - Ce naiba se întâmplă în Cleveland?

_ Recordurile lui Jon Singleton de la Brewers au fost lovite la prima apariție în MLB din 2015, după suspendarea abuzului de droguri

_ Phillip Tarrant și Edward Tarrant se ceartă cu 115 USD Samuels-Gorge Grenache în fața Bistroului Mosman

_ Plan secret al lui Starmer de a-i afecta pe cei înstăriți prin tăierea serviciilor publice

_ Sir Keir Starmer le-a spus să „dai jos de pe gard” din cauza loviturilor feroviare care au cauzat mai multă mizerie britanicilor

_ Fiecare pagină din noul memoriu al lui SHEILA HANCOCK strălucește de râsete, sfidări și perspective profunde

_ Șeful Central Coast Mariners în lacrimi după victoria uimitoare în marea finală a A-League în fața Melbourne City

_ Scolarița „Angel”, în vârstă de 12 ani, a murit în tragedia de pe plaja din Bournemouth, dezvăluie rudele

_ „Îl iubesc și îl ador”: Liam Gallagher îi dezvăluie povestea de fundal despre care a devenit fan Manchester United

_ Mii de bebeluși surzi „au eșuat de NHS”: oficialii lansează o revizuire urgentă

_ Mark Zuckerberg neagă că a fost sufocat în timpul turneului de Jiu-Jitsu

_ Rishi Sunak va fi îndemnat să construiască o nouă generație de „orașe grădină” din secolul XX

_ KATIE HIND dezvăluie dosarul blestemat care pune în lumină detaliile scandalului This Morning

_ Elton John se alătură sărbătorilor FA Cup de la Manchester City la aeroport după victoria împotriva lui United

_ Torino 0-1 Inter Milano: Brozovic marchează un gol uimitor la distanță lungă, Inter terminând pe locul al treilea în Serie A

_ A fost descoperită un act unic de „bard obscen”, care dezvăluie rădăcinile comediei britanice din secolul al XV-lea

_ Descoperirea margelelor de scoici aruncă lumină asupra navigației din epoca de piatră

_ Misterul deșertului: orașele pierdute din Sahara nigerienă

_ Israel: continuă seria protestelor masive împotriva proiectului de lege privind reforma justiţiei

_ Restaurarea faimoaselor ruine romane din Siria de la Palmyra și alte situri istorice distruse de război au întârzieri

_George Simion - 01 Jun 2023 16:30:24

_ Creșterea masivă a costului codului și eglefinului obligă firmele să caute alternative mai ieftine din SUA

_ Casey DeSantis o transmite pe Melania cu mesajul „Where wake comes to die” pe spatele jachetei ei de piele

_ Corul a încetat să cânte Imnul Național după ce a fost considerat o „demonstrație” de către Poliția Capitoliului

_ Mătușa unei femei dispărute îl critică pe fiul fostei vedete Red Sox drept „fiară” după aparent crimă-sinucidere

_ Mark Zuckerberg neagă că a fost sufocat în timpul turneului de Jiu-Jitsu

_ Alcohol To-Go a trecut de la o tactică de supraviețuire la restaurant la ceea ce este acum în creștere în industria alimentară

_ Deputatul laburist Charlotte Nichols își intensifică atacul asupra propriului partid

_ Neil Diamond, cu inima zdrobită, ca restaurant emblematic din New York, se va închide după 43 de ani

_ DANNY MURPHY: Man United va avea nevoie de mai mult decât Harry Kane pentru a-i prinde pe rivalii City

_ Tom Brady își apără relația „mare” cu antrenorul principal al New England Patriots, Bill Belichick

_ Lanțul de la Nationals Stephen Strasburg se confruntă cu „leziuni severe ale nervilor” și s-ar putea să nu mai joace niciodată

_ Openul francez masculin din SUA speră să se oprească în timp ce Frances Tiafoe pierde în fața lui Alexander Zverev

_ Căpitanul Angliei, Ben Stokes, vorbește fără durere despre Ashes și bowling cu Nasser Hussain de la Mail Sport

_ ÎN BANI: E panică pentru Everton după ce clubul a respins planurile de „săi sigure” pentru un nou stadion

_ EVALUAREA JUCĂTORILOR MAN UNITED: Jadon Sancho are o după-amiază de uitat la Wembley

_ Starul Love Island Olivia Attwood se căsătorește cu fotbalistul Bradley Dack la un hotel de lux de cinci stele din Londra

_ Plan secret al lui Starmer de a-i afecta pe cei înstăriți prin tăierea serviciilor publice

_ Parlamentarii se luptă să facă ca luptele să se supună represiunii de siguranță și să alunge „operatorii de cowboy”

_ Unul dintre cele mai mari sindicate din Marea Britanie îl atacă pe multimilionarul Sir Damon Buffini

_ Descoperire fără explicații: au fost găsite piese metalice ce datează de acum 400 de milioane de ani

_ „Perdantul” Ed Miliband este învinuit de membrii Laburisti furiosi pentru că a impus politici „verzi” asupra lui Starmer

_ Străinii ar putea fi nevoiți să aștepte mai mult pentru a deveni cetățeni britanici

_ DAN HODGES: Boris nu are niciun interes în acțiunile din timpul Covid, el vrea DOAR să-l facă de rușine pe Sunak

_ PSG 2-3 Clermont: Lionel Messi și-a bătut joc de ultima sa apariție, deoarece o ratare flagrantă se dovedește costisitoare

_ Celtic câștigă tripla, în timp ce ținta lui Tottenham, Ange Postecoglou, își conduce oamenii către gloria Cupei Scoției

_ Barcelona 3-2 Wolfsburg: Fridolina Rolfo ia câștigătoarea pentru a vedea Barca câștigând Liga Campionilor


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14

Nr. de articole la aceasta sectiune: 832, afisate in 14 pagini.