A new research on human skin-lubrication problems

Wierzcholski, Krzysztof; Gospodarczyk, Jacek

doi:10.5604/01.3001.0053.9441

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

A new research on human skin-lubrication problems

Autorzy

Wierzcholski Krzysztof , Gospodarczyk Jacek

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0053.9441

Warianty tytułu

Nowe badania w problemach smarowania skóry człowieka

Języki publikacji

Abstrakty

Skin-tribology is a new scientific domain where the living human skin, lubricated by sweat, cooperates during the motion with the non-living surface of clothing material. Such cooperation has an important influence on the human limbs’ functioning and, consequently, on the bio-frictions and wear effects connected with human health and efficiency. This paper presents new research tendencies and their applications in the contemporary skin-tribology domain. At first, we described and documented skin-tribology connections between various scientific domains. In a particular case, some new phenomena are illustrated occurring during the human skin body lubrication by sweat. For example, sweat properties are considered during the flow inside a thin gap between tightly fitting clothing material surfaces and the skin of the human body. This paper presents the meaning and influence of many components in human sweat on dynamic sweat viscosity, health and efficiency. The main results focus on the influence of the non-Newtonian sweat features on the dynamic sweat viscosity variations across the film thickness in the thin sweat layer and on the load carrying capacity of human limbs and the human Basal Metabolic Rate with Metabolic Age.

Bio-Tribologia skóry jest nową naukową dziedziną, gdzie żywa skóra człowieka smarowana potem współpracuje z powierzchnią materiału dresu w trakcie ruchu. Taka współpraca ma znaczący wpływ na funkcjonowanie kończyn człowieka, a także w konsekwencji na uzyskane efekty tarcia i zużycia biologicznego związanego ze zdrowiem i sprawnością. Niniejsza praca przedstawia nowe kierunki badawcze i ich zastosowania we współczesnej biologicznej tribologii skóry. Najpierw zostały opisane i udokumentowane powiązania biologicznej tribologii skóry z różnymi dziedzinami badań naukowych. W szczególnym przypadku zilustrowano pewne nowe zjawiska podczas smarowania potem skóry ciała człowieka. Na przykład rozpatrywano właściwości potu podczas przepływu wewnątrz cienkiej szczeliny pomiędzy powierzchnią materiału obcisłego dresu a skórą ciała człowieka. Praca przedstawia znaczenie i wpływ licznych składników zawartych w pocie człowieka na wartość lepkości dynamicznej potu, a następnie na zdrowie i sprawność człowieka. Głównie uzyskany rezultat skupia się na wpływie właściwości nienewtonowskiego potu na zmiany lepkości dynamicznej potu po kierunku grubości filmu cienkiej warstwy potu, a następnie na nośność, sprawność kończyn człowieka oraz na jego BMR (Podstawowy Indeks Metaboliczny i Wiek Metaboliczny).

Słowa kluczowe

skin lubrication viscosity variations across the boundary layer sweat viscosity measurements new calculation method tribology parameters Basic Metabolic Rate

smarowanie skóry zmiany lepkości dynamicznej po grubości warstwy granicznej pomiary lepkość potu nowe metody obliczeń parametry tribologiczne Podstawowy Indeks Metaboliczny

Wydawca

Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich

Czasopismo

Tribologia

Rocznik

2023

Tom

nr 3

Strony

103--116

Opis fizyczny

Bibliogr. 26 poz., rys., wz.

Twórcy

autor

Wierzcholski Krzysztof

University of Economy (WSG), Garbary 2 Street, 85-229 Bydgoszcz, Poland

https://orcid.org/0000-0002-9074-4200

autor

Gospodarczyk Jacek

University of Economy (WSG), Garbary 2 Street, 85-229 Bydgoszcz, Poland

https://orcid.org/0000-0001-8248-9329

Bibliografia

1. Gadomski A., Bełdowski P., Rubi Miguel P., Urbaniak W., Auge Wayne K., Santamaria-Holek I., Pawlak Z.: Some conceptual thoughts toward nanoscale oriented friction in a model of articular cartilage, Mathematical Biosciences, 2013, 244, pp. 188–200.
2. Scherge M.,Gorb S.: Biological Micro and Nanotribology. Nature Solutions. Springer, Berlin 2002, chap. 3.2.2.
3. www.fizjoterapia24.pl, March 2014.
4. Bhushan B.: Nanotribology and nano-mechanics of MEMS/NEMS and BioMEMS/NEMS materials and devices, Microelectronic Engineering 2007, 84, pp. 387–412.
5. Zernecke R., Kleemann A.M.,Heagler K.,Albrecht J.,Vollmer B.,Linn J.,Bruckmann H.Wiessmann M.: Chemosensory Properties of Human Sweat, Chem Senses 2010, 35, pp. 101–108, doi:10.1093/chemse/bjp087.
6. Salmiah Kasolang, Rob Dwyer-Joyce:Viscosity measurement in thin lubricant films using shear ultrasonic reflection, Journal of Engineering Tribology 2008, 222(3), pp. 423–429, http://eprints.whiterose.ac.uc.
7. Ziegler B., Wierzcholski K., Miszczak A.: Test stand in University of Applied Science Giessen for friction forces measurements in slide bearing using the acoustic emission method, Journal of Kones Powertrain and Transport, Warsaw 2008, Vol.15 No. 3, pp. 59–595.
8. Wierzcholski K., Gospodarczyk J.: The Metabolic Process After Lubrication of Human Joint and Skin Surfaces, Clinical Research Notes, Auctores Publishing LLC-Volume 3(3)-058, Printed in USA www.auctoresonline.org. 2022, 1-11,DOI;10.31579, ISSN Online:2690-8816.
9. Bagnato G.L., Miceli G., Marino N., Sciortino D., Bagnato G.F.: Pulsed electromagnetic fields in knee osteoarthritis: a double blind, placebo-controlled, randomized clinical trial. PMIDs 24106421, Rheumatology 2016, 55, pp. 755–762.
10. Chagnon G., Rebouah M., Favier D.: Hyper-elastic Energy For Soft Biological Tissues: A Review. Journal of Elasticity 2015, vol. 120, Issue 2, pp. 129–160.
11. Cunha F.R., Rosa A., Dias N.J.: Rheology of very dilute magnetic suspensions with microstructures and nanoparticles, Magnetism and Magnetic Materials 2016, V, 397, p. 266.
12. Czaban, Frycz M., Horak W.: Effect of the Magnetic Particles Concentration on the Ferro-Oil’s Dynamic Viscosity in Presence of an External Magnetic Field in the Aspect of Temperature Changes, Journal of Kones Powertrain and Transport 2013, Vol. 20, No. 2, pp. 55–60.
13. Wierzcholski K.,Gospodarczyk J.: On Important Meaning of Bio-Fluid Dynamic Viscosity Variations in the Lubrication Flows,Tribologia 2022, 1, p., Doi.10.5604/01.3001.0015.6898, ISSN 0208-7774;http://t.tribologia.
14. Wierzcholski K., Gospodarczyk J.: On Random Expected Values Variations of Tribology Parameters in Human Hip JointsSurfaces,Tribologia2021, 3, p. 45–56, Doi.10.5604/01.3001.0015.6898, ISSN 0208-7774; https://10.5604/01.3001.0015.6898.
15. Wierzcholski K., Miszczak A., Cwanek J.: Relations Between Viscosity of Synovial Fluid, Gap Height and Angular Velocity, Young Modulus of Cartilage. Mechanics in Medicine 6, Proceedings of Scientific Seminar, Rzeszów 2002, pp. 201–207.
16. Wierzcholski K.: Nanotribology impact of run-walk, electro-magnetic hydrodynamic human joint and skin lubrication on the slimming and metabolic process, Annals of Nanoscience &Nanotechnology 2017, vol. 1, issue 1, artic. 1, pp. 1–7, http://remedypublications.com/annals-of-nanoscience-andnanotechnology/articles/pdf _folder/annt-v1-id1001.pdf.
17. www.tanita.com.
18. Wierzcholski K.: A New Progress in Random Hydrodynamic Lubrication for Movable Non-Rotational Curvilinear Bio-surfaces with Phospholipid Bilayers.Lidsen Publishing Inc, Recent Progress in Materials, Printed in USA 2021, volume 3, issue 2, pp. 1–38, doi:10.21926/rpm.2102023, http://www.lidsen.com/journals/rpm/rpm-03-02-023.
19. Wierzcholski K., Miszczak A.: Estimation of Random Bio-Hydrodynamic Lubrication Parameters for Joints with Phospholipid Bilayers, Bulletin of Polish Academy of Sciences Technical Sciences, vol. 69 (1) e135834, DOI:10.24425/bpasts.2021.135834, http://www.journals.pan.pl.
20. Wierzcholski K.: The metabolic probabilistic effects of e-m hydrodynamic lubrication for synovial fluid and sweat in the human joint and on the skin, 6th chapter, pp. 81–119, in monograph: Multiscale (Loco)motion; ed. by A. Gadomski, Publishing House, UTP University Bydgoszcz 2019, ISBN 978-8-65603-96-8; http://www.wu.utp.edu.pl.
21. Wierzcholski K.: Applications of Summation and Recurrence Equations. Monograph, pp. 1–359, Lambert, Academic Publishing Company, Omni Scriptum GmbH & Co, Saarbrücken, Germany, 2014, ISBN 978-3-659-57184-8.www.lap-publishing.com, https://www.amazon.pl/Applications-SummationRecurrence-Equations-Wierzcholski/dp/3659571849,isbn.
22. Wierzcholski K., Maciołek R.: A new contribution in stochastic hydrodynamic lubrication for arbitrary bio-surfaces, Tribologia 2020, 3, DOI:10.5604/01.3001.0014. 4766, pp. 63–76, https://doi.org/10.5604/01.3001.0014.4766.
23. Wierzcholski K., Gospodarczyk J.: Human Joint and Skin Surfaces Random Lubrication implemented by Run in Electromagnetic and Acoustic Emission Field, Determination in Nanomedicine & Nanotechnology, DNN.MS.ID.000546.2(4), Crimson Publishers 2022, pp. 1–5, Printed in United States of America, https://crimsonpublishers.com/ dnn/pdf/DNN.000546.pdf.
24. Truckenbrodt E.: Strömungsmechanik. Berlin – New York, Springer Verlag 1986.
25. Skrobacki A.: Sweat components and its variations. Laboratory Diagnosis. Medical Academy Warsaw 1967, Vol. III, nr 1.
26. Sauli Halonen,Teija Kangas,Mauri Haataja,Ulla Lassi:Urea Water Solution Properties:Density,Viscosity, and Surface Tension in an Under-Saturated Solution, Emiss. Control Sci. Technol. doi:10.1007/s40825-016-0051-1, Springer International Publishing, Switzerland, 2016.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-e3a04776-3268-415e-9aa8-1cadf12da96b