शीतकालीन ओलंपियन अक्सर ठंडे तापमान में प्रतिस्पर्धा करते हैं – शरीर विज्ञान और सामग्री विज्ञान में प्रगति उन्हें गर्म रखने में मदद करती है

शीतकालीन ओलंपिक और पैरालंपिक एक बार फिर हमारे सामने हैं। इस वर्ष खेल मिलान और कॉर्टिना डी’अम्पेज़ो, इटली में होंगे, जहां मौसम पूर्वानुमान के अनुसार तापमान 30 से मध्य 40 फ़ारेनहाइट (1 से 10 डिग्री सेल्सियस) के बीच रहेगा।

ये तापमान सर्दियों की अपेक्षा से काफी अधिक गर्म हैं, खासकर पहाड़ी क्षेत्र में। वे इतने गर्म हैं कि एथलीटों को यह समायोजित करने की आवश्यकता होगी कि वे प्रतियोगिता के लिए अपने उपकरण कैसे तैयार कर रहे हैं, फिर भी वे इतने ठंडे हैं कि एथलीटों और दर्शकों के शरीर विज्ञान को समान रूप से प्रभावित कर सकते हैं।

एक जैविक मानवविज्ञानी और एक सामग्री वैज्ञानिक के रूप में, हम इस बात में रुचि रखते हैं कि मानव शरीर विभिन्न स्थितियों पर कैसे प्रतिक्रिया करता है और सामग्री कैसे लोगों को प्रदर्शन में सुधार करने और स्वास्थ्य चुनौतियों का समाधान करने में मदद कर सकती है। ये दोनों घटक इटली में अपने चरम पर प्रदर्शन करने की उम्मीद कर रहे ओलंपिक एथलीटों के लिए महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगे।

ठंड में एथलीट

आउटडोर कार्यक्रमों में भाग लेने वाले एथलीट ठंड और अप्रत्याशित मौसम की स्थिति से अनजान नहीं हैं। यह उनके खेल का स्वाभाविक हिस्सा है। हालाँकि इसकी बहुत कम संभावना है कि इस वर्ष एथलीटों को अत्यधिक ठंड का सामना करना पड़ेगा, फिर भी बाहरी परिस्थितियाँ उनके प्रदर्शन को प्रभावित करेंगी।

एक चिंता का विषय निर्जलीकरण है, जो कम ध्यान देने योग्य हो सकता है, क्योंकि ठंड की स्थिति में पसीना आमतौर पर कम और तीव्र होता है। हालाँकि, ठंडे तापमान का मतलब कम सापेक्ष आर्द्रता भी है। इस शुष्क हवा का मतलब है कि शरीर को नाजुक फेफड़ों तक पहुंचने से पहले हवा को नम करने के लिए अपने स्वयं के पानी का अधिक उपयोग करने की आवश्यकता है। प्रतियोगिता के दौरान भारी साँस लेने वाले एथलीटों के शरीर का पानी अधिक शीतोष्ण परिस्थितियों की तुलना में अधिक नष्ट हो रहा है।

ठंड लगने पर, शरीर के मुख्य तापमान को बेहतर बनाए रखने के लिए शरीर अपनी रक्त वाहिकाओं को भी संकीर्ण कर देता है। संकीर्ण रक्त वाहिकाएं ठंडी हवा में कम गर्मी खोती हैं, लेकिन इसके परिणामस्वरूप शरीर अधिक तरल पदार्थ को संचार प्रणाली से बाहर और गुर्दे की ओर धकेलता है, जिससे मूत्र उत्पादन बढ़ जाता है।

हालाँकि एथलीटों को उतना पसीना नहीं आ रहा होगा जितना गर्म तापमान में होगा, फिर भी उन्हें पसीना आ रहा है। एथलीट अपने प्रदर्शन को बेहतर बनाने और खुद को ठंड से बचाने के लिए कपड़े पहनते हैं। शारीरिक गतिविधि से उत्पन्न गर्मी के साथ संयोजन में उपयोग किए जाने वाले कपड़ों और सामग्री की परतें पसीने का कारण बन सकती हैं और एथलीट के शरीर और वे जो पहन रहे हैं उसके बीच एक गर्म, गीली जगह बना सकती हैं।

यह स्थान न केवल पानी की कमी का एक अन्य स्थल है, बल्कि उन एथलीटों के लिए भी एक संभावित समस्या है, जिन्हें अपनी प्रतिस्पर्धा के लिए विभिन्न राउंड या दौड़ में भाग लेने की आवश्यकता होती है – उदाहरण के लिए, स्कीइंग या स्नोबोर्डिंग के लिए शुरुआती गर्मी।

ये एथलीट शारीरिक रूप से सक्रिय हैं और पसीना बहा रहे हैं, और फिर वे अपनी अगली गर्मी की प्रतीक्षा करते हैं। इस प्रतीक्षा अवधि के दौरान, पसीने की वह गीली परत उन्हें शरीर की गर्मी की कमी और शीतदंश या हाइपोथर्मिया जैसी ठंडी चोट के प्रति अधिक संवेदनशील बना देगी। प्रतिस्पर्धा के दौरों के बीच एथलीटों को गर्म रहना चाहिए।

शीतकालीन परिधान का विज्ञान

गर्म रहना सामग्री के चयन और निर्माण के बारे में है।

कई परिधान कंपनियां पहनने वालों को गर्म, शुष्क और आरामदायक रखने के लिए तीन-परत प्रणाली दृष्टिकोण अपनाती हैं। विशेष रूप से, एक निचली परत होती है – जो त्वचा के सीधे संपर्क में होती है – जो आमतौर पर नमी सोखने वाले सिंथेटिक कपड़े जैसे नायलॉन या प्राकृतिक कपड़े जैसे ऊन से बनी होती है।

शीतकालीन परिधान में दूसरी परत एक इन्सुलेशन परत होती है जो आम तौर पर शरीर द्वारा उत्पन्न गर्म हवा को फंसाने और गर्मी के नुकसान को धीमा करने के लिए छिद्रपूर्ण होती है। इसके लिए बढ़िया विकल्प डाउन और ऊन हैं।

अंतिम परत बाहरी सुरक्षा परत है, जो आपको सूखा रखती है और तत्वों से सुरक्षित रखती है। आंतरिक इन्सुलेशन परतों को सूखा रखने के साथ-साथ पसीना बाहर निकालने के लिए इस परत को जलरोधी और सांस लेने योग्य होना चाहिए। पॉलिएस्टर और ऐक्रेलिक यहां अच्छे विकल्प हैं, क्योंकि वे हल्के, टिकाऊ हैं और नमी का प्रतिरोध करते हैं।

एथलीटों द्वारा पहने जाने वाले गियर को उनकी आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, आंतरिक परत पर उपयोग किए जाने वाले सिंथेटिक कपड़े बहुमुखी हैं, और इंजीनियर उपयोगकर्ताओं के लिए नए गुण और कार्यक्षमताएं पेश कर सकते हैं। नायलॉन जैसे कपड़े में एक विशिष्ट कोटिंग जोड़ने से इसे नए गुण मिल सकते हैं – जैसे हवा और पानी प्रतिरोध।

अक्सर, वैज्ञानिक जिन सिंथेटिक फाइबर और कोटिंग सामग्री को उनमें जोड़ते हैं, वे दोनों पॉलिमर से बने होते हैं, जो अणुओं की लंबी श्रृंखला होती हैं। वे मानव निर्मित और पेट्रोलियम आधारित हो सकते हैं, जैसे पॉलीथीन कचरा बैग, पॉलिएस्टर और टेफ्लॉन। लेकिन पॉलिमर प्राकृतिक भी हो सकते हैं और प्रकृति से प्राप्त भी हो सकते हैं। आपका डीएनए और आपके शरीर में मौजूद प्रोटीन पॉलिमर के उदाहरण हैं।

पॉलिमर तकनीक के अलावा, पारंपरिक बैटरी चालित हीटिंग जैकेट भी एक विकल्प हैं।

स्मार्ट सामग्री

एक अतिरिक्त बोनस के रूप में, स्मार्ट सामग्रियों का एक वर्ग भी है जिसे चरण परिवर्तन सामग्री कहा जाता है जो पॉलिमर और मिश्रित सामग्रियों से बने होते हैं। जब बहुत अधिक गर्मी पैदा हो जाती है तो वे स्वचालित रूप से शरीर की अतिरिक्त गर्मी को अवशोषित कर लेते हैं और आपके शरीर के तापमान को निष्क्रिय रूप से नियंत्रित करने के लिए आवश्यकता पड़ने पर इसे फिर से शरीर में छोड़ देते हैं। ये सामग्रियां ठोस और तरल अवस्था के बीच संक्रमण के दौरान गर्मी छोड़ती हैं या लेती हैं और शरीर के प्राकृतिक संकेतों पर प्रतिक्रिया करती हैं।

चरण परिवर्तन सामग्री आपको गर्म करने के बारे में कम है। इसके बजाय, वे आपके तापमान को संतुलित रखकर काम करते हैं।

हालाँकि इनका उपयोग आमतौर पर गियर एथलीटों के पहनने में नहीं किया जाता है, नासा लंबे समय से इनके साथ प्रयोग कर रहा है, और कई व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उत्पाद इस तकनीक का लाभ उठाते हैं। ठंडा करने वाले कपड़े, जैसे बिस्तर और तौलिये, अक्सर चरण परिवर्तन वाले कपड़ों से बने होते हैं क्योंकि वे आपको ज़्यादा गरम नहीं करते हैं।

हममें से बाकी लोगों के लिए जोखिम

ठंड से चोट लगने का खतरा केवल एथलीटों को नहीं है।

जबकि हममें से अधिकांश लोग इनडोर हीटिंग के आराम के साथ खेल देख रहे होंगे, हजारों लोग और सहायक कर्मचारी व्यक्तिगत रूप से उन बाहरी कार्यक्रमों को देख रहे होंगे या काम कर रहे होंगे। एथलीटों के विपरीत, इन व्यक्तियों को व्यायाम से उनके शरीर में अतिरिक्त गर्मी उत्पन्न होने का अतिरिक्त लाभ नहीं मिलेगा। उपस्थित गैर-एथलीटों को ठंड में अधिक खतरा होगा।

यदि आप इस सर्दी में किसी कार्यक्रम को देखने या उसमें काम करने की योजना बना रहे हैं, तो सामान्य से अधिक पानी पियें और अपने बाथरूम को उसी के अनुसार समय दें। कपड़ों की कई परतें पहनने की योजना बनाएं जिन्हें आप आवश्यकतानुसार जोड़ और हटा सकते हैं, और शरीर के अधिक कमजोर हिस्सों, जैसे हाथ, पैर और नाक पर विशेष ध्यान दें।

ठंडा तापमान शरीर में विभिन्न प्रकार की चयापचय प्रतिक्रियाएँ उत्पन्न करता है। इसका एक उदाहरण कंपकंपी है, जो गर्मी पैदा करने वाली छोटी मांसपेशियों के संकुचन के कारण होती है। आपके शरीर का भूरा वसा ऊतक – एक प्रकार का वसा – भी सक्रिय हो जाता है और ऊर्जा के बजाय गर्मी पैदा करता है।

ये दोनों प्रक्रियाएं अतिरिक्त कैलोरी जलाती हैं, इसलिए यदि आप थोड़ी देर के लिए ठंड में बाहर हैं तो अधिक भूख लगने की उम्मीद करें। बाथरूम जाना या भोजन प्राप्त करना गर्म होने का एक स्वागत योग्य अवसर है – विशेष रूप से हाथों और पैरों के लिए।

ओलंपियनों को प्रकृति के ठंडे प्रकोप की दया पर निर्भर असाधारण एथलीटों के रूप में सोचना आसान है। हालाँकि, मानव शरीर की प्राकृतिक फिजियोलॉजी और वैज्ञानिकों ने शीतकालीन परिधान प्रौद्योगिकी में जो प्रभावशाली प्रगति की है, वह इन एथलीटों को गर्म रखेगी और अपना सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन करेगी।

यह लेख द कन्वर्सेशन से पुनः प्रकाशित किया गया है, जो एक गैर-लाभकारी, स्वतंत्र समाचार संगठन है जो आपके लिए तथ्यों और भरोसेमंद विश्लेषण लाता है ताकि आपको हमारी जटिल दुनिया को समझने में मदद मिल सके। इसके द्वारा लिखा गया था: कारा ओकोबॉक, नोट्रे डेम विश्वविद्यालय और गेब्रियल आर. बर्क्स, नोट्रे डेम विश्वविद्यालय

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लेखक इस लेख से लाभान्वित होने वाली किसी भी कंपनी या संगठन के लिए काम नहीं करते हैं, परामर्श नहीं करते हैं, शेयरों के मालिक नहीं हैं या उनसे धन प्राप्त नहीं करते हैं, और उन्होंने अपनी अकादमिक नियुक्ति से परे कोई प्रासंगिक संबद्धता का खुलासा नहीं किया है।