Исследователи из Мичиганского государственного университета усовершенствовали инновационную технологию, которая может повысить безопасность, сократить количество тяжелых травм и увеличить показатели выживаемости в различных ситуациях: от автомобильных аварий до спортивных состязаний, операций по поддержанию правопорядка и многого другого.
В 2020 и 2022 годах Вэйи Лу, доцент Инженерного колледжа МГУ, разработал жидкий нанопенный материал, состоящий из крошечных отверстий, окруженных водой, который, как было показано, защищает мозг от травматических повреждений при использовании в качестве подкладки в футбольных шлемах. Теперь инженеры и ученые МГУ усовершенствовали эту технологию, чтобы защитить также и жизненно важные внутренние органы.
Падения, автомобильные аварии и другие виды столкновений могут привести к травмам от ударов тупым предметом и повреждению органов тела, что может привести к опасным для жизни чрезвычайным ситуациям. Эти травмы часто являются результатом интенсивной механической силы или давления, которые не проникают в тело, как порез, но вызывают серьезные повреждения органов тела, включая внутренние разрывы, кровотечения и отказ органов.
Лу и Юнь Лян, доцент Колледжа остеопатической медицины, объединились, чтобы выяснить, как жидкая нанопена может защитить внутренние органы в случае травмы тупым предметом. Их выводы опубликованы в журнале Scientific Reports.
«Мы улучшили жидкую нанопену, скорректировав ее защитную реакцию в соответствии с биологическими органами», — сказал Лу. «Затем мы запечатали жидкий нанопенный материал внутри пластикового мешочка размером с четвертак и сделали новый защитный слой достаточно гибким и формуемым, чтобы его было удобно носить на теле».
Чтобы проверить возможности жидкой нанопены Лу, мешочек использовали в качестве защитного покрытия, наложили на образец ткани и сжали с помощью машины с достаточной силой, чтобы имитировать травму от удара тупым предметом.
«Впервые мы пытаемся понять, как травма возникает под воздействием механической силы, и эффективно смягчаем ее с помощью жидкой нанопены», — сказал Лян. «Мы пытаемся понять силу, необходимую для повреждения внутреннего органа, которая затем будет преобразована в будущие критерии проектирования защитных материалов».
Лу и Лян обнаружили, что жидкая нанопена может выдерживать механическую силу, эквивалентную травме от удара тупым предметом, не повреждая биологическую ткань. Лян и ее команда продемонстрировали, что жидкая нанопена защищает множество биологических тканей, включая печень, почки, сердце и легкие, от сил и давлений, эквивалентных травмам от удара тупым предметом.
«Я своими глазами видел, что повреждений буквально нет», — сказал Лян. «Я был совершенно поражен».
Будущие области применения жидкой нанопены могут включать ее использование в качестве защитного слоя внутри каркаса автомобиля, для облицовки стен сейсмостойкого помещения или для ношения на теле в качестве защитного жилета, который может иметь множество применений для спасения жизней и предотвращения повреждения тканей и органов в результате тупых травм.
