চুল আমাদের গরম আবহাওয়ায় ঠান্ডা রাখতে সাহায্য করে, ইনফ্রারেড অধ্যয়ন প্রকাশ করে – পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

চুল গরম আবহাওয়ায় মাথা ঠান্ডা করে, ঠাণ্ডায় মাথার ত্বককে উষ্ণ রাখে - মানুষের চুল কীভাবে ইনফ্রারেড বিকিরণের সাথে যোগাযোগ করে তার একটি নতুন গবেষণা অনুসারে। গবেষণাটি দক্ষিণ কোরিয়ার বিজ্ঞানীদের দ্বারা করা হয়েছিল, যারা আশা করে যে তাদের কাজ অপ্টিমাইজড বিকিরণ বৈশিষ্ট্য সহ নতুন টেক্সটাইলগুলির বিকাশকে অনুপ্রাণিত করবে।

একটি সাধারণ মানুষের ভরের মাত্র 2% জন্য অ্যাকাউন্ট থাকা সত্ত্বেও, মাথা শরীরের বিপাক দ্বারা পোড়া শক্তির প্রায় 20% খরচ করে। মাথার ত্বকের তাপমাত্রা শরীরের অন্য জায়গার তুলনায় 2° সেন্টিগ্রেডের বেশি হতে পারে, তাই ভাল তাপ ব্যবস্থাপনা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ - বিশেষ করে যখন সূর্য মাথার ত্বকে ধাক্কা দিচ্ছে।

চুল ক্ষতিকারক সৌর বিকিরণ এবং ঠান্ডা উভয় থেকে মাথাকে রক্ষা করার জন্য একটি বিবর্তনীয় অভিযোজন। প্রথম দর্শনে মনে হতে পারে যে এই সুরক্ষার মূল্য মাথার ত্বক থেকে তাপ বিকিরণ করে গরমের দিনে মাথা ঠান্ডা রাখার শরীরের ক্ষমতার একটি সীমা।

বিকিরণকারী বৈশিষ্ট্য

এখন, তবে, পদার্থ বিজ্ঞানী Gunwoo কিম এবং সহকর্মীরা কোরিয়া ইনস্টিটিউট অফ ইন্ডাস্ট্রিয়াল টেকনোলজি ইয়েংচেওনে চুলের বিকিরণকারী বৈশিষ্ট্যগুলি তদন্ত করে এই দৃষ্টিভঙ্গিকে চ্যালেঞ্জ করেছেন। চুলের ইনফ্রারেড বৈশিষ্ট্যগুলির অন্তর্দৃষ্টি অর্জনের পাশাপাশি, দলটি বিভিন্ন পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় মাথার ত্বকের উত্তাপ এবং শীতলকরণকে কীভাবে প্রভাবিত করে তাও অধ্যয়ন করেছে।

চুল তিনটি রেডিয়াল স্তর নিয়ে গঠিত যার মধ্যে মধ্য স্তর (কর্টেক্স) সবচেয়ে পুরু। কর্টেক্স প্রধানত প্রোটিন কেরাটিন এবং এয়ার পকেট দিয়ে তৈরি পরস্পর সংযুক্ত বান্ডিল নিয়ে গঠিত যা চুলকে এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য যেমন এর শক্তি দেয়। বাইরের স্তরটিকে কিউটিকল বলা হয়, যা ছাদের টাইলসের মতো ওভারল্যাপ করা পাতলা, সমতল কোষগুলির একাধিক স্তর নিয়ে গঠিত।

চুলে (এবং ত্বকে) সৌর বিকিরণের প্রধান শোষক হল রঙ্গক মেলানিন। এটি রিং সহ একটি জৈব অ্যামিনো অ্যাসিডের পলিমার যা কাছাকাছি-ইনফ্রারেড এবং অতিবেগুনীর মধ্যে বিস্তৃত বর্ণালী বিকিরণ শোষণ করে।

চুলের মডেল

কিমের গ্রুপ তদন্ত করেছে যে চুলের ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি কীভাবে এর শোষণ ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে (যা একই জিনিস তাপীয় বিকিরণের কির্চফের আইন অনুসারে এর নির্গমন), প্রতিফলন এবং বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যে সংক্রমণ। এটি গাণিতিক মডেল ব্যবহার করে এবং স্থানীয় সেলুন থেকে প্রাপ্ত কালো চুলের (যা মেলানিনে সমৃদ্ধ) পরীক্ষা করে করা হয়েছিল।

তারা দেখেছে যে চুলের নমুনাগুলি 80 μm এর ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্যে প্রায় 1% ঘটনা আলো শোষণ করেছে, যা সৌর দীপ্তিতে সর্বাধিক তীব্রতার তরঙ্গদৈর্ঘ্য। দলটি চুলের নমুনাগুলিও অধ্যয়ন করেছে যেখানে ব্লিচিংয়ের মাধ্যমে মেলানিন অপসারণ করা হয়েছিল। এই নমুনাগুলিতে, শোষণ প্রায় 40% ছিল। দলটি 10 ​​μm এ ইনফ্রারেড আলোর জন্য তার পরিমাপের পুনরাবৃত্তি করেছে, যা সূর্যালোকের একটি উল্লেখযোগ্য উপাদান নয়। মেলানিন ব্লিচ করার পরে তারা দেখতে পান যে এই তরঙ্গদৈর্ঘ্যে শোষণ ক্ষমতা (এবং নির্গততা) প্রায় 90% রয়ে গেছে। এর কারণ হল এই তরঙ্গদৈর্ঘ্যে বিকিরণের শোষণ মূলত মেলানিন ব্যতীত অন্য অণুতে রাসায়নিক বন্ধনের কারণে হয় – কেরাটিনের মতো অণু।

এরপর গবেষকরা চুলগুলো পানিতে ভিজিয়ে রাখেন। তারা দেখেছে যে সৌর-তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিকিরণ শোষিত হওয়ার অনুপাত উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে, যেখানে 10 μm এ শোষিত বিকিরণের অনুপাত তুলনামূলকভাবে প্রভাবিত হয়নি।

বিক্ষিপ্ত ছিদ্র

"মানুষের চুলের ছিদ্র থাকে যা প্রায় 1 μm হয়," কিম বলেন, "এই ছিদ্রগুলি কাছাকাছি-ইনফ্রারেড অঞ্চলে বিক্ষিপ্ত করার জন্য খুব নির্দিষ্ট ... সৌর বিকিরণ সম্পূর্ণরূপে বন্ধ করতে আমাদের একটি বড় দৈর্ঘ্যের চুলের প্রয়োজন: কিন্তু যদি আমরা ভিতরে বিকিরণ ছড়িয়ে দেই উপাদানের পরিমাণের প্রয়োজন ছাড়াই আমরা বিকিরণকে সম্পূর্ণরূপে ব্লক করতে পারি।"

জল দিয়ে ছিদ্র এবং প্রান্তগুলি পূরণ করা প্রতিসরাঙ্ক সূচকের আকস্মিক পরিবর্তনগুলিকে প্রতিরোধ করেছিল এবং এর ফলে চুলের কাছাকাছি-ইনফ্রারেড বিকিরণের পথের দৈর্ঘ্য বাড়ানোর জন্য প্রয়োজনীয় বিক্ষিপ্ততা হ্রাস পেয়েছে। দীর্ঘতর তরঙ্গদৈর্ঘ্যে মানবদেহ তাপ হিসাবে নির্গত হতে পারে, তবে, তরঙ্গগুলি বিক্ষিপ্ত নয় বরং শোষিত এবং পুনরায় নির্গত হয়েছিল। দলটি 10 ​​μm বিকিরণ অধ্যয়ন করতে বেছে নিয়েছে কারণ এটি একটি বায়ুমণ্ডলীয় "স্বচ্ছতা উইন্ডো" এর কেন্দ্রে রয়েছে। "আমরা এই ঘটনাটিকে বিকিরণকারী কুলিং বলি কারণ আমরা এই বিকিরণটি সহজেই মহাকাশে নির্গত করতে পারি," কিম বলেছেন।

পোলার বিয়ার পশম সৌর-তাপীয় টেক্সটাইলকে অনুপ্রাণিত করে

গবেষকরা তারপর মাঠ পরীক্ষা পরিচালনা করেন। তারা দেখেছে যে, ঠান্ডা দিনে, চুলে ঢাকা সিন্থেটিক ত্বকের নমুনা খালি ত্বকের চেয়ে উষ্ণ হয়ে উঠেছে। একটি উষ্ণ দিনে, তবে, চুলে ঢাকা সিন্থেটিক ত্বক শীতল থাকে। গবেষকরা এখন একটি নীতিমালার উপর ভিত্তি করে জৈব-অনুপ্রাণিত টেক্সটাইল তৈরি করতে চাইছেন গবেষণা বর্ণনা কাগজ in ন্যাশনাল একাডেমী অফ সায়েন্সেস এর কার্যপ্রণালী।

লুইস রুইজ পেস্তানা মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের মিয়ামি বিশ্ববিদ্যালয়ের ন্যানোস্ট্রাকচার্ড উপকরণের মডেলিংয়ের একজন বিশেষজ্ঞ। সে বলেছিল ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড  যে এই ফলাফলগুলি চিত্তাকর্ষক এবং বিস্ময়কর উভয়ই।

"সত্যিই অনন্য জিনিসটি নয় যে আপনি অতিবেগুনী রশ্মি শোষণ করেন, তবে সেই চুলগুলি ইনফ্রারেডে নির্গত হওয়ার ক্ষেত্রে সত্যিই ভাল বলে মনে হয়," তিনি বলেছেন; "সুতরাং মূলত আপনি সেই UV আলো পান, আপনি এটি শোষণ করেন এবং আপনি এটিকে ইনফ্রারেড বর্ণালীতে ছেড়ে দেন।"

যাইহোক, তিনি ঠান্ডা তাপমাত্রার আচরণে বিভ্রান্ত হন, যার জন্য গবেষকরা তথ্য সরবরাহ করেন তবে সামান্য ব্যাখ্যা: "আমি মোটেও বুঝতে পারিনি [কীভাবে] চুলের স্থাপত্য ইনফ্রারেডকে ত্বক এবং বায়ুমণ্ডলের মধ্যে আটকে থাকতে দেয়," তিনি বলেন, "প্রথম অংশটি খুব পরিষ্কার, দ্বিতীয় অংশটি এত পরিষ্কার নয়।"

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/hair-helps-keep-us-cool-in-hot-weather-infrared-study-reveals/