通過人工“排汗裝置”,讓你在流汗時告別尷尬


受自然啟發的液體和界面實驗室創建了一個模擬汗腺實驗,以測試自然堵塞毛孔的理論。


出汗是人體的一項自然功能,當汗液從腺體中流出并蒸發時,人體可以自行降溫。另外,這個過程可能會產生氣味,因為皮膚上的細菌會分解汗液蛋白。除臭劑會殺死產生異味的細菌,而止汗劑則會堵塞汗腺,防止汗液流出。


這種堵塞通常是通過使用金屬鹽來實現的。關于這些金屬鹽是否會導致癌癥等健康風險仍存在爭議,但消費者對含有這些金屬的止汗劑的天然替代品的需求正在迅速增長。


由副教授Jonathan Boreyko領導的以自然為靈感的弗吉尼亞理工大學流體與界面實驗室,剛剛在天然止汗劑的研究方面取得了重大突破。他們的理論是:如果汗液還在排汗管道內時就開始蒸發,在它出現在皮膚上之前,汗液自身的礦物質就會結晶,堵塞排汗管道。換句話說,汗液中天然存在的鈉、氯化物、鉀、鈣、尿素和碳酸氫鹽的混合物可以起到與商業止汗劑中使用的金屬鹽相同的作用。


測試理論


為了探索這一想法,研究小組建造了一個人工“排汗裝置”來調查可能性。他們使用一個由拉玻璃制成的微通道作為人造汗腺,并通過加壓氣體將合成汗液推過油管進入連接的玻璃管道,創造出汗腺的功能。


第一種是對照組,在人工汗液管附近沒有放置任何產品。在第二項測試中,研究人員把一塊干燥的硅基有機聚合物PDMS放在管道出口附近。最后,在第三個測試中,PDMS立方體被注入丙二醇,丙二醇是一種對水極有吸引力的化學物質。通過這三種情況,我們可以直接比較當管道完全打開時,與在普通物體附近和在導致蒸發的物體附近時,汗液的流動情況。


研究小組通過顯微鏡對人造汗液管進行聚焦,觀察了人造汗液的流動。人造汗液與天然汗液含有相同的礦物質。對于前兩種情況,汗水從汗液管的出口自由流動,這與汗液出現在皮膚上相對應。但對于第三種情況,當管道放置在誘導蒸發物質附近時,管道在幾秒鐘內就堵塞了。在靠近出口的管道內形成的凝膠狀塞,以形成密封。即使當推動液體的壓力增加時,堵塞物也能保持密封。


Boreyko說:“尤其是在過去的幾年中,我注意到我的妻子和她的朋友已經開始用更天然的化妝品和清潔產品。監管機構也在加大力度,尤其是在歐洲,限制止汗劑中金屬的使用。我們的研究發現了現存的最天然的止汗劑:汗液本身的礦物質!這是令人興奮的發現,僅僅是讓汗水蒸發得更快,就可以產生天然礦物塞,這有可能在未來取代金屬基產品?!?


隨著概念的驗證,團隊正在轉向應用程序。將這一概念擴展到人體試驗的可能性包括使用與現有產品形式相似的涂敷棒或可穿戴粘合劑。無論哪種情況,下一個目標都是在人體試驗中證明合適的吸水產品可以促進人體自身汗液的自然堵塞。


這項研究結果發表在2020年11月16日的《ACS應用材料與界面》雜志上。

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