Если вы сейчас переживаете жаркое лето, то, скорее всего, пот льётся с вас ручьём, пропитывая одежду. Это прозрачная жидкость без запаха — жизненно важный компонент здорового функционирования организма, который помогает охладить тело и предотвратить перегрев. Однако процесс образования пота и его выхода из кожи оказался сложнее, чем предполагалось ранее.
Новое исследование в Journal of the Royal Society Interface показывает, что пот поднимается, как прилив, через поры, насыщая верхний слой кожи. Он собирается в неглубокие лужицы в каждой поре, а затем сливается с другими, образуя сплошную плёнку на поверхности кожи.
«Наши выводы опровергают традиционное представление о том, что пот выходит из пор в виде полусферических капель, демонстрируя, что пот обычно образует неглубокий мениск в поре», — написал Конрад Рыкачевский, автор исследования.
Учёные привлекли шесть здоровых взрослых добровольцев и наблюдали за тем, как они потеют. Каждый участник отдыхал в кресле, одетый в специальный костюм, наполненный трубками, по которым циркулировала тёплая или прохладная вода. Их также укутывали в одеяла с водонепроницаемым бумажным слоем между ними, чтобы одеяла оставались сухими.
Участников нагревали, охлаждали, а затем снова нагревали, пока исследователи измеряли образование пота на их лбах. Пот начинал выделяться в течение 15 минут, выходя и испаряясь из пор в повторяющемся цикле. Вместо образования маленьких капель пот был почти плоским, оседая в каждой поре, пока не выплёскивался наружу и не соединялся с потом из других пор, образуя плёнку, покрывающую кожу.
Понимание тонкостей потоотделения имеет большое значение для всех: от элитных спортсменов до работников, пытающихся справиться с жарой в душном офисе. Это может привести к созданию более качественных продуктов и тканей для управления потоотделением и поддержания здоровья кожи.
© 2025 Science X Network
Квантовый инструмент может привести к созданию гамма-лазерных установок и доступу к мультивселенной
Представьте себе безопасный гамма-лазерный аппарат, который может уничтожать раковые клетки, не повреждая здоровые ткани. Или инструмент, который поможет определить, является ли теория мультивселенной Стивена Хокинга реальностью, раскрывая ткань, лежащую в основе Вселенной.
Доцент кафедры электротехники доктор Аа каш Сахаи разработал квантовый прорыв, который может помочь воплотить эти идеи в жизнь и вызвал волну excitement в квантовом сообществе благодаря своему потенциалу революционизировать наше понимание физики, химии и медицины.
Advanced Quantum Technologies, один из самых влиятельных журналов в этой области, отметил работу Сахаи и опубликовал его исследование на обложке июньского номера.
«Это очень волнительно, потому что эта технология откроет совершенно новые области исследований и окажет прямое влияние на мир», — сказал Сахаи. «В прошлом у нас были технологические прорывы, которые продвинули нас вперёд, такие как субатомная структура, ведущая к лазерам, компьютерным чипам и светодиодам. Эта инновация, основанная на материаловедении, идёт по тому же пути».
Сахаи нашёл способ создавать экстремальные электромагнитные поля, ранее невозможные в лаборатории. Эти электромагнитные поля — создаваемые, когда электроны в материалах вибрируют и отскакивают с невероятно высокой скоростью — питают всё: от компьютерных чипов до суперколлайдеров частиц, которые ищут доказательства существования тёмной материи.
До сих пор для создания полей, достаточно сильных для проведения передовых экспериментов, требовались огромные дорогостоящие установки. Например, учёные, ищущие доказательства существования тёмной материи, используют такие машины, как Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе, Европейской организации ядерных исследований в Швейцарии. Чтобы разместить радиочастотные полости и сверхпроводящие магниты, необходимые для ускорения пучков с высокой энергией, длина коллайдера составляет 16,7 мили. Проведение экспериментов в таком масштабе требует огромных ресурсов, невероятно дорого и может быть весьма нестабильным.
Сахаи разработал кремниевый, похожий на чип материал, который может выдерживать потоки высокоэнергетических частиц, управлять потоком энергии и позволять учёным получать доступ к электромагнитным полям, создаваемым колебаниями квантового электронного газа — и всё это в пространстве размером примерно с большой палец. Быстрое движение создаёт электромагнитные поля.
С помощью техники Сахаи материал управляет потоком тепла, генерируемым колебаниями, и сохраняет образец неповреждённым и стабильным. Это даёт учёным возможность увидеть активность, как никогда прежде, и открывает возможность уменьшить километровые коллайдеры до размеров чипа.
«Манипулирование таким потоком энергии при сохранении основной структуры материала — это прорыв», — сказал Калян Тирумаласетти, аспирант лаборатории Сахаи, работающий над проектом. «Эта прорывная технология может реально изменить мир. Речь идёт о понимании того, как работает природа, и использовании этих знаний для улучшения мира».
Технология и метод были разработаны в CU Denver и протестированы в Национальной ускорительной лаборатории SLAC, объекте мирового класса, управляемом Стэнфордским университетом.
CU Denver уже подала заявку и получила предварительные патенты на технологию в США и на международном уровне. Хотя практическое применение в реальном мире может занять годы, потенциал для лучшего понимания того, как работает Вселенная, и, таким образом, улучшения жизни, — вот что мотивирует Сахаи и Тирумаласетти проводить долгие часы в лаборатории и в SLAC.
«Гамма-лазеры могут стать реальностью», — сказал Сахаи. «Мы могли бы получить изображение тканей не только до ядра клеток, но и до ядра лежащих в их основе атомов. Это означает, что учёные и врачи смогут увидеть, что происходит на ядерном уровне, и это ускорит наше понимание огромных сил, которые доминируют в таких малых масштабах, а также приведёт к улучшению методов лечения и лекарств».
Новое исследование способствует будущему хранения данных
Исследователи из SANKEN (Институт научных и промышленных исследований) при Университете Осаки разработали новую программу «postw90-spin», которая позволяет проводить высокоточные расчёты нового показателя производительности для эффекта спин-Холла, явления, имеющего решающее значение для разработки энергоэффективных и высокоскоростных устройств магнитной памяти следующего поколения.
Этот прорыв решает давнюю проблему в исследованиях спинтроники, предоставляя окончательную меру эффекта спин-Холла, преодолевая неоднозначности, связанные с традиционными метриками. Исследование опубликовано в журнале npj Spintronics.
Эффект спин-Холла, когда электрическое поле генерирует перпендикулярный спиновый ток, является ключевым для спинтронических устройств. Ранее для измерения производительности использовалась спин-холловская проводимость. Однако на эту метрику влияет определение спинового тока, что приводит к несоответствиям.
Новая программа рассчитывает коэффициент спин-накопления, который количественно определяет накопление спина на краях материала из-за эффекта спин-Холла. Этот коэффициент можно напрямую измерить, и он не зависит от неоднозначностей в определении спинового тока, предлагая более надёжное прогнозирование производительности спинтронических материалов. Программа использует расчёты из первых принципов, основанные на фундаментальной квантовой механике, что позволяет делать точные прогнозы для реальных материалов.
Это достижение имеет большое значение для разработки устройств магнитной памяти следующего поколения. Выявление материалов с большим эффектом спин-Холла имеет решающее значение для создания энергосберегающих, высокоскоростных и долговечных устройств энергонезависимой памяти. Точно рассчитывая коэффициент спин-накопления, исследователи теперь могут эффективно отбирать и идентифицировать перспективные материалы для этих приложений, ускоряя разработку передовых спинтронических технологий.
«Неоднозначность в определении спинового тока была проблемой, о которой исследователи в области эффекта спин-Холла знали, но закрывали глаза, потому что другие методы сложны», — говорит доктор Ацуо Шитаде, ведущий исследователь. «Мы считаем, что предоставление окончательного ответа на эту проблему и разработка метода прогнозирования реальных материалов значительно продвинут микроскопическое понимание эффекта спин-Холла и послужат мостом между экспериментами и теорией в области спинтроники».
study in the Journal of the Royal Society Interface tells a different story. Instead of forming distinct beads, sweat rises like a tide through the pores to saturate the top layer of skin. It gathers in a shallow pool in each pore before merging with others to form a complete film across the skin’s surface.”,”\”Our findings challenge the traditional conceptualization of sweat emerging from pores as hemispherical droplets, demonstrating that sweat commonly forms a shallow meniscus in the pore,\” wrote Konrad Rykaczewski, the study’s corresponding author. This is why it doesn’t take long for a T-shirt to become drenched on a sweltering day.”,”We don’t fully understand how sweat forms, spreads and evaporates, from a single pore to covering the skin. Previous studies employed separate methods to understand what was happening at the pore level (microscale) and larger skin regions (macroscale). This new research combined both approaches.”,”Scientists recruited six healthy adult volunteers and basically watched them sweat. Each participant relaxed in a recliner, wearing a specialized suit filled with tubes that circulated warm or cool water. They were also wrapped in heated blankets, with a waterproof paper layer in between to keep the blankets dry.”,”The subjects were heated, cooled, then heated again while researchers measured the sweat forming on their foreheads. They began to perspire within 15 minutes, with sweat emerging and evaporating from their pores in a repeating cycle. Instead of forming little droplets, the sweat was nearly flat, settling in each pore until it spilled out and connected with sweat from other pores to create a puddle, which then formed a film coating the skin.”,”The sweat soaked through the outermost layer of dead skin cells (stratum corneum), and once it was completely soaked, the sweat pooled on top. When the participants were cooled down, the newly formed film of sweat rapidly evaporated, leaving behind a thin layer of salt.”,”After heating the participants again, the sweat emerged quicker than before. This time, the salt layer allowed the sweat to soak more quickly into the stratum corneum, and the second sweat layer bypassed the droplet stage entirely, emerging as a film.”,”Understanding the ins and outs of sweating has broad implications for everyone, from elite athletes on a race track to workers trying to beat the heat in a stuffy office. It could lead to better products and textiles for managing sweat and maintaining healthy skin.”,”\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t © 2025 Science X Network\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t “,”\n\t\t\t\t\t\t\tMore from Other Physics Topics\n\t\t\t\t\t\t “]’>Источник