Железо

Изучение микроструктуры костей черепа поможет создать каску повышенной надёжности

В частности, для разработки касок для военных используются компьютерные модели черепа и мозга человека. Как и в другие сферы исследований, в область разработки военного снаряжения пришло компьютерное моделирование. Вот только до сих пор все компьютерные модели предполагали, что кости черепа имеют изотропную структуру (с одинаковой во всех направлениях кристаллической структурой). Это позволяет предварительно оценить степень воздействия ударов на кости и головной мозг человека в зависимости от силы и направления удара и найти оптимальные средства для гашения импульса и минимизации воздействий. Но на практике это не так.

С костями черепа всё по-другому. Другие кости человека убедительно показывают, что кристаллическая структура костных тканей имеет строгую направленность по оси наиболее сильного воздействия для защиты от переломов. Но что, если знание об анизотропии костей черепа поможет создать более надёжные каски для военных? В них тоже есть участки со своей ориентацией, но эти участки достаточно малы, и для грубого моделирования ими можно было пренебречь. Наконец, знание о поведении различных участков костей черепа может помочь для лечения травм головного мозга. Неужели можно пренебречь этой возможностью?

Для исследований задействована установка высокоэнергетического рентгеновского излучения от усовершенствованного источника фотонов (APS). Именно с этими мыслями Армейская исследовательская лаборатория (ARL) и учёные Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США приступили к комплексным исследованиям микроструктуры костей черепа человека.

Впоследствии массив данных будет переведён в компьютерную модель и будет доступен для проведения экспериментов по рассеиванию ударных импульсов по черепу в зависимости от силы и направления удара. Данные о строении костей черепа собираются с использованием поперечного и перпендикулярного сканирования каждого из участков костей и соединений между отдельными костями. Также будут проведены практические опыты с живыми костными тканями с последующим сканированием травмированных микроучастков.

На основе новых данных и новой компьютерной модели черепа учёные рассчитывают создать каски, способные ещё эффективнее гасить ударные импульсы для предотвращения переломов костей черепа и травм головного мозга.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть