Kamelenhuid inspireert nieuwe koeltechniek

Astrid Kromhout

2020-11-12 09:00:00

Kamelen

Kamelen zijn vanwege hun isolerende vacht en verkoelende zweetklieren de inspiratie voor een nieuwe koeltechniek die geen elektriciteit nodig heeft. 

Vaak douchen, veel deo en vieze zweetkringen, het zijn de vervelende bijkomstigheden van een hittegolf. Je kleedt je bij deze temperaturen dan ook zo luchtig mogelijk; bij de gedachte aan een lekker warm vachtje breekt het zweet je uit. Toch heeft het woestijndier bij uitstek, de kameel, zijn vacht juist nodig om zich tegen de hitte te beschermen. En wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben nu het trucje bij het dier afgekeken om een nieuwe koeltechniek te ontwikkelen die tegelijk verdampt en isoleert.

Lees ook:

Zweetklieren

Omdat het steeds warmer wordt en onze fossiele brandstoffen opraken, zijn wetenschappers al langer op zoek naar nieuwe duurzame manieren om ons voedsel en onze huizen te koelen. Steeds vaker vinden ze hiervoor inspiratie in de natuur.

Dat je door vocht te verdampen een lagere temperatuur bereikt, zoals veel zoogdieren doen door te zweten, wisten de onderzoekers van het MIT al. Ze ontwikkelden een hydrogel die door het verschil in vochtigheid tussen het oppervlak en de omgeving waterdamp losliet, waardoor de gel koel bleef. Maar bij een hogere buitentemperatuur zorgde het warmteverschil juist voor het terugvloeien van hitte die de gel weer opwarmde. Het verkoelende effect duurde zo dus niet lang. Bij hoge buitentemperaturen had de hydrogel dan ook snel weer water nodig, omdat het rap verdampte.

Geschoren

Bij het zoeken naar een oplossing kwam de kameel om de hoek kijken. De vacht van deze woestijndieren isoleert ze tegen de hitte van de zon en hij behoudt die warmte zodat de kamelen de koude nacht goed doorkomen. Bovendien bleken geschoren kamelen veel meer water nodig te hebben dan hun harige soortgenoten, doordat ze meer zweten. Hun vacht is dus cruciaal voor isolatie én waterbesparing. 

De onderzoekers imiteerden het kamelenbont met een aerogel van silicium die zeer poreus en waterafstotend is. Gecombineerd met de hydrogel behield de dubbellaagse koelunit gedurende 200 uur een temperatuur van 7 graden Celsius lager dan de omgeving. De ‘zwetende’ hydrogel alleen bleef wel iets kouder, maar hield dat maar veertig uur vol. Van een naar twee lagen betekende dus vijf keer langer koelen. 

Antiek idee

Nieuw is het idee zeker niet, mailt Peter Rem, hoogleraar aan de TU Delft. “Het concept om te koelen met water door een poreuze laag is waarschijnlijk meer dan 4000 jaar oud. Kruiken van micro-poreus aardewerk gevuld met water houden de vloeistof koel door langzaam water door de poreuze wand te verdampen. Deze verdamping kost zoveel energie dat de kruiken daardoor een dag lang koel water konden leveren.”

“Dat betekent niet dat er geen uitdagingen meer overblijven”, vervolgt Rem. “Op een kruik uit Troje van circa 2100 voor Christus staat een tekst gegraveerd die de gebruikers lijkt te waarschuwen dat de kruik uit de zon (in de schaduw) moet blijven. De onderzoekers van MIT zijn op zoek naar systemen die net als de aardewerken kruik goed isoleren en water verdampen, maar zelfs in de zon kunnen presteren.” 

Kamelenhuid als airco

De twee lagen gels zijn compact, ze hebben behalve water geen externe energiebron nodig en het materiaal is relatief goedkoop. Dit maakt de koeltechniek ideaal om levensmiddelen en medicijnen te transporteren en op te slaan. De fabricage is nogal kostbaar, maar daaraan wordt gewerkt.

Geen lelijke, lawaaiige en energieslurpende airconditioningskast aan de muur maar een tweelaagse kamelenhuid – klinkt goed.

Bronnen: Joule, MIT via Eurekalert!,

Beeld: Freeimages, MIT

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 







Podcast KIJK en luister via JUKE



Meer Nieuws