新头盔设计防脑震荡


周不润, NeuroTimes   |   Feb. 10, 2016


Credits: technologyreview.com


头盔已经发展了很多年,在吸收冲撞力防止颅骨骨折这方面做得很不错,但大脑受到冲撞后可不仅仅会颅骨骨折,大脑在颅骨内的剧烈晃动也是非常危险的事情,像下图那样。

颅骨本身是弹性材料,无法吸收过多的冲击力。而大脑与颅骨不连接,摇晃时组织就会受到很大伤害。军用头盔或自行车头盔在遇到强撞击是会碎裂来吸收冲击力。但对于橄榄球运动员来说,比赛中的撞击次数很多,比赛的场次、训练的次数也很多,需要能抵抗反复冲击的头盔。密歇根大学机械工程系的研究人员将新材料应用于头盔设计之中。他们使用了所谓粘弹性的材料,也就是说变形的时候能同时具有像蜜一样的粘性,和像橡胶一样的弹性。

头盔原型的最外层是一个相对较硬的聚合物,向里一层是一个较软的聚合物,再向里是一层粘弹性材料,最内一层是传统头盔里使用的泡沫材料。最外两层的聚合物用来调整冲击力,使其到达粘弹性材料时,频率在其吸收范围内。实验室的测试中发现这个头盔原型比起传统头盔来,将冲击力减少了一个数量级。

这个研究小组最近参加了美国国家橄榄球联盟以及标准和技术研究所(NIST)举办的头盔设计比赛,获得了25万美元的比赛奖金,并进入了总决赛,接下来会用一年的时间来调整产品,并与其他4个设计决一胜负。




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