|
Устройство сравнительно недорого, не обладает большими размерами и не требует батареек. В нём используется материал, который просто меняет цвет в зависимости от силы взрыва.
За последние десять лет тысячи американских военнослужащих вернулись из Ирака и Афганистана с травматическими повреждениями мозга, вызванными взрывами самодельных устройств. Наука всё больше убеждается в том, что ударные волны приводят к травмам, которые отличаются от сотрясений, получаемых в ДТП или на футболе, и что даже, казалось бы, незначительные взрывы, из которых боец выходит внешне невредимым, способны привести к повреждению головного мозга, особенно при многократном воздействии.
Новое устройство, разработанное в Университете штата Пенсильвания (США), обеспечивает простой способ измерения силы взрывов, которым солдат подвергается с течением времени. Оно также поможет учёным определить порог черепно-мозговой травмы.
Диагностировать повреждение мозга гаджет не способен.
Мощный взрыв создаёт сверхзвуковую волну, за которой следует ещё одна ударная волна (волна избыточного давления). Есть мнение, что волны сами по себе могут привести к травме. Для измерения специфических показателей взрывов уже используются нашлемные акселерометры и датчики давления, но эти устройства имеют свои недостатки. Они дороги, громоздки и требуют много энергии. Новому устройству ничего этого не нужно: в нём используется материал, который просто меняет цвет в зависимости от силы взрыва.
Цвет материала, как в крыле бабочки, определяется его структурой, а не химическим составом или пигментом. Детектор содержит фотонные кристаллы, которые состоят из ряда слоёв нанотрубок в несколько сотен нанометров шириной. Размер отверстий и их расположение определяют цвет датчика. Под воздействием ударной волны трубки ломаются, либо меняя цвет материала, либо обесцвечивая его.
Кристаллы изготавливаются с помощью нескольких лазерных лучей, которые вырезают точные формы в фоточувствительных пластиковых листах с использованием голографической технологии литографии, разработанной профессором Шу Яном. В результате материал получается механически прочным, но лёгким. Изменяя химию и состав материалов, трёхмерные фотонные кристаллы можно сделать весьма устойчивыми к экстремальным температурами и влажности. Если ударить детектор молотком, он не изменит цвет.
Одно из преимуществ выбранного способа индикации заключается в том, что солдаты и полевые медики смогут моментально понять, что произошло с человеком, попавшим под взрыв.
Наноразмерные структуры и компоненты материала можно подобрать под определённую частоту и масштабы сверхзвуковой взрывной волны. Можно также сделать два датчика, один из которых будет показывать результат однократного воздействия, а второй - кумулятивный эффект.
Полевые испытания устройства, находящегося на стадии прототипа, планируется провести в течение ближайших двух лет.
Разработчики, кстати, отмечают, что мозг может реагировать на взрывы подобно нанокристаллам. Аксоны (тонкие волокна, связывающие нейроны) хорошо растягиваются, но при быстрой деформации становятся жёсткими и относительно легко рвутся.
Подготовлено по материалам Technology Review.
| |