ラクダの毛皮から着想を得た冷却素材
ラクダの毛皮から着想を得た冷却素材/iStock

 水分が蒸発するとき、その物質は冷えるが、水分がなくなってしまったら、冷却効果はストップしてしまう。

 この事実を踏まえ、マサチューセッツ工科大学(MIT)の研究者たちがラクダの毛皮にヒントを得た、電気を使わない冷却材を開発した。
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ラクダの毛皮から着想を得た2層のゲル


 ラクダの体は毛に覆われている。一見、毛がないほうが涼しそうに見えるが、そうではない。毛が酸素透過性のある断熱層として機能し、ラクダの皮膚を外の熱から遮断し汗を蒸発させる。その結果、蒸発冷却効果が長く持続する。

 ラクダはが汗をかいても、毛がないむき出しの皮膚ままでいるよりは脱水症状がひどくならない。

 MITの研究チームは、この原理を応用することにした。下部にヒドロゲル(水を分散媒とするゲル)、その上部に多孔質シリカベースのエアロゲル(液体を気体で置き換えたゲル)という2層の冷却素材を作った。ヒドロゲルは、97%が水でできていて、温められると蒸発して、ゲルの温度が下がる。

 エアロゲルは、非常に熱伝導率が低く、まわりの熱をあまり吸収しない。つまり、下にあるヒドロゲルが低温のままで、蒸発冷却効果が長続きすることを意味する。

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エアロゲルとヒドロゲルが上下2層になった厚さ12ミリ未満の冷却素材 image by:MIT

2層のゲルで200時間以上も冷却効果を維持


 研究室での試験では、5ミリのヒドロゲル層のみの場合、周辺温度が30℃だと、40時間ですべての水分が蒸発した。ところが、このヒドロゲル層を5ミリのエアロゲルで覆った場合、完全に水が蒸発するまでに200時間も一定の温度が持続した。

 蒸発冷却効果によって、2層のほうの温度は7℃下がった。これに対して、ハイドロゲル単独の場合は、8℃温度が下がったが、その持続時間は短かった。

 ヒドロゲルが渇いてしまったら、さらに水を加えれば、また同様の冷却効果が得られる。

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Pixabay

コスト面をクリアして実用化


 難点は、この素材の生産にはまだ、大型で高額な機器が必要だということだ。研究者たちは、より実用的でコストのかからない代替品を模索している。

 ゆくゆくは、ラクダの毛皮に着想を得たこの冷却素材が、発展途上国やその他インフラが整備されていない場所で使われ、食品や医療品の出荷や保管に利用できるようになることが期待されている。

 この研究の論文は『Joule』誌に掲載された。

References:Power-free system harnesses evaporation to keep items cool | MIT News | Massachusetts Institute of Technology/ written by konohazuku / edited by parumo

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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2020年12月17日 16:44
  • ID:awjy45.B0 #

サムネのラクダの顔、真正面からってのはあまり見ないから面白い。
たしか睫毛が長いのと、鼻の穴の形も砂漠に対応してるんだっけ?
もちろん背中のこぶもだけど。

2

2. 匿名処理班

  • 2020年12月17日 17:07
  • ID:afb2zsrk0 #

地球温暖化が進んで,夏は常に40℃以上が続くような地域が出てきたら,対処療法的だけどこういうのが必須になるんだろうな

3

3. 匿名処理班

  • 2020年12月17日 18:37
  • ID:S.i4dA.u0 #

自然から学ぶことはまだまだたくさんある。
詰まるところ科学にまだまだ伸びしろはあるし、
たまたま成功した物も改良を続け今があり、
未来もある物と私は信じているよ。

4

4. 匿名処理班

  • 2020年12月17日 18:40
  • ID:OA0HuSxa0 #

>>2
地球は現在進行系で寒冷期に突入してるみたいだぞ、温めないと氷河期になるかもな

5

5. 匿名処理班

  • 2020年12月17日 20:11
  • ID:l.msYo1r0 #

夏は特に小型犬をサマーカットするケースが多いけど、
し過ぎない方がいいというのは、
ラクダの毛があった方が良いのと同じ理由なんだねー。

6

6. 匿名処理班

  • 2020年12月17日 20:11
  • ID:9zwkukmD0 #

やっぱり毛は必要なんだな

7

7. 匿名処理班

  • 2020年12月17日 20:38
  • ID:OCG8r5Jk0 #

打ち水をしても一瞬涼しくなるだけの
夏に湿度が高い日本でも効果はあるのだろうか…

8

8. 匿名処理班

  • 2020年12月17日 21:38
  • ID:9oZwg4c60 #

>>3 だから、人間はもうちょっと、自然を大切にしていかないと、本当はダメなんですよね…。

9

9. 匿名処理班

  • 2020年12月17日 21:58
  • ID:Ntda9e360 #

※7
この手のは日本みたいな高温多湿な気候だと室内ではただ湿度が上がって不快になるだけだけど、室外なら多少は効果がある模様。
流石にアフリカなどの乾燥地帯に古代から伝わる気化熱利用した冷蔵ポット(外気温が40℃以上でも中は5℃前後まで下がる)とまではいかないにしても、十分に風のある日陰なら外気温から10℃近く下げることも夢ではない。

10

10. 匿名処理班

  • 2020年12月18日 04:07
  • ID:QDxoXrNu0 #

これが実用化されたら夏がラクダね。

11

11. 匿名処理班

  • 2020年12月18日 07:27
  • ID:DBse7vVa0 #

※7 ※9 解説ありがとー!自分は打ち水超苦手です。(泣)もしかしたら気温は少し下がるかもしれないけど(1度とか)湿度が上がって不快倍増。ホント高温多湿下では止めてほしい。温暖化促進してんじゃないのかな?でもこういうエコで涼しくなる案は、すごく応援したくなります。

12

12. 匿名処理班

  • 2020年12月18日 10:46
  • ID:IRlrbqBm0 #

エアロゲル断熱材も普及してるとは言えないしな

13

13. 匿名処理班

  • 2020年12月18日 13:32
  • ID:avBfXH6y0 #

冷えピタ最強って事だな

14

14. 匿名処理班

  • 2020年12月18日 13:40
  • ID:CUpZFGHz0 #

砂と素焼きの壺使った気加熱冷蔵庫も日本では湿度高すぎて使えないしな〜

15

15. 匿名処理班

  • 2020年12月18日 15:11
  • ID:NxeLBHA00 #

何であんな暑い環境に住んでんのにモコモコやねんとは思ってたが そういうことだったのか

16

16. 匿名処理班

  • 2020年12月21日 19:20
  • ID:xMg.umui0 #

※14
解決策は風かも

17

17. 匿名処理班

  • 2020年12月21日 22:18
  • ID:4ZRdfWaI0 #

1層10ミリのヒドロゲルと
2層5ミリのヒドロゲルの比較もしないとわからなくね
もちろん、その逆も

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