Uma equipe de pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura (NUS) desenvolveu um novo material super-higrosca³pico que aumenta a evaporação do suor dentro de um traje de proteção individual, para criar um efeito de resfriamento para melhor conforto tanãrmico para usuários como profissionais de saúde e outros funciona¡rios da linha de frente . Esta invenção foi validada atravanãs de testes de laboratório realizados em colaboração com pesquisadores da HTX (Home Team Science & Technology Agency) em Cingapura.

O novo filme dessecante, biocompata­vel e não ta³xico, possui rápida absorção, alta capacidade de absorção e excelentes propriedades meca¢nicas. Isso significa que o material émuito robusto e dura¡vel para aplicações prática s, como roupas de proteção usadas por profissionais de saúde. Tambanãm éacessa­vel, leve, fa¡cil de fabricar e reutiliza¡vel.

"Sob a temperatura ambiente de cerca de 35º C, um profissional de saúde que veste um traje de proteção por uma hora normalmente experimenta um a­ndice de calor de cerca de 64º C. Isso causa desconforto e prolonga a tensão tanãrmica pode resultar em insolação e atémorte. Nosso novo composto de umidade O filme de retenção atinge um efeito de resfriamento dentro do traje de proteção por meio de resfriamento evaporativo - aumentando a evaporação do suor da pele", explicou o lider da equipe de pesquisa, o professor assistente Tan Swee Ching, do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da NUS College of Design e Engenharia.

Colocar um pedaço de filme composto novo em um traje de proteção - por exemplo, na parte de trás do traje - pode reduzir o a­ndice de calor em cerca de 40%, diminuindo notavelmente a probabilidade de insolação.

O relatório foi publicado no Small em 20 de fevereiro de 2022.

Esta descoberta de pesquisa demonstra o resultado positivo de alavancar os pontos fortes complementares de NUS e HTX para criar benefa­cios tanga­veis para o time da casa e a comunidade em geral. Ao combinar o conhecimento cienta­fico da equipe NUS de materiais avana§ados de hidrogel e a profunda compreensão da HTX das necessidades e capacidades de engenharia da equipe da casa, a equipe de pesquisa conjunta foi capaz de personalizar e otimizar o novo material de retenção de umidade para aplicações prática s para melhorar o desempenho e a produtividade de oficiais da linha de frente.

As roupas de proteção médica tem excelentes propriedades antibacterianas e a  prova d'a¡gua. No entanto, este altonívelde proteção impede a ventilação do vapor de águaproduzido pelo suor evaporado e impede a perda de calor do corpo. a‰ por isso que usuários como profissionais de saúde que precisam usar roupas de proteção por longas horas, especialmente em ambientes tropicais, costumam relatar tensão ocupacional pelo calor.

Soluções de gerenciamento tanãrmico, como roupas de resfriamento de ar com ventiladores elanãtricos ou ingestãode pasta de gelo, são impratica¡veis ​​devido a limitações como volume, peso pesado e eficácia limitada. Embora os taªxteis e revestimentos avana§ados sejam soluções promissoras, eles são difa­ceis de fabricar e os custos de produção são altos.

A equipe da NUS apresentou uma estratanãgia prática para superar os desafios atuais, aproveitando o princa­pio do resfriamento evaporativo. Sua solução envolve o uso de um filme composto super-higrosca³pico para controlar onívelde umidade no microambiente do traje de proteção. Quando o filme composto de retenção de umidade absorve o vapor de águadentro do traje de proteção, onívelde umidade cai. Isso, por sua vez, acelera a evaporação do suor da pele. Como resultado, mais calor édissipado do corpo humano atravanãs da transpiração, proporcionando conforto tanãrmico para usuários, como profissionais de saúde.

Para examinar a eficácia de sua solução, a equipe do NUS realizou testes em colaboração com pesquisadores da HTX, usando um manequim "Newton" de 20 zonas dentro de uma ca¢mara climática. Este éum importante marco experimental na avaliação da viabilidade de aplicação do filme composto a  escala de roupas de corpo inteiro.

Com o filme composto, a umidade relativa (UR) sob condições de transpiração moderada caiu cerca de 40% osde 91% para 48,2% após uma hora de transpiração e para 53,2% após duas horas de transpiração. A equipe também descobriu que na primeira hora de transpiração, o a­ndice de calor ou "temperatura do ar sentida" caiu significativamente de 64,6º C para 40º C na temperatura do ar de 35º C. Nesse na­vel, enquanto os usuários ainda sentem calor, a probabilidade de ficando insolação, ca£ibras de calor e exaustão de calor énotavelmente reduzido.

"Esses experimentos mostram que nosso filme de retenção de umidade reduz efetivamente a UR dentro do traje de proteção, reduzindo significativamente o a­ndice de calor e melhorando o conforto tanãrmico dos usuários", disse Asst. O Prof. Tan explicou.

Em outro experimento de laboratório, a equipe de pesquisa também mostrou que a temperatura corporal (ou temperatura da pele) poderia ser reduzida significativamente em 1,5º C por meio do resfriamento evaporativo. Isso prova ainda mais que o filme composto pode ajudar os usuários oscomo profissionais de saúde , soldados ou bombeiros osa aliviar o estresse tanãrmico, especialmente durante atividades extenuantes.

A regeneração do filme composto da equipe NUS também émais eficiente em termos energanãticos, pois requer uma temperatura mais baixa para liberar a umidade retida. A 50º C, o filme compa³sito libera 80% de seu conteaºdo de águaapós 10 minutos e chega a 95% após 40 minutos. A maioria dos materiais higrosca³picos regenera-se a uma temperatura superior a 100º C, durante mais de uma hora.

"A partir dos resultados de vários estudos neste projeto, esperamos que o filme de retenção de umidade possa ser incorporado ao Equipamento de Proteção Individual (EPI) e/ou Vestua¡rio de Proteção Individual (PPC) dos oficiais da equipe da casa, para aumentar o conforto tanãrmico e melhorar o desempenho dos oficiais da linha de frente", disse Ying Meng Fai, diretor do Centro de Especialização em Fatores Humanos e Simulação da HTX.

Encorajada pelos resultados de seu último estudo, a equipe do NUS agora estãotrabalhando para melhorar seu material higrosca³pico para que ele possa absorver mais e mais rapidamente. A equipe também planeja aplicar sua estratanãgia de resfriamento a outros tipos de vestua¡rio de proteção, como os de bombeiros.

Além disso, Ass. O Prof. Tan e sua equipe estãoprocurando oportunidades para comercializar essa tecnologia.