Jeste li ikad miješali kukuruzni škrob i vodu kako biste napravili „kašiku?“ Kada čvrsto stisnete smjesu u šaku, ona stvara čvrstu kuglu. Ali kad opustite stisak, kaplje poput tekućine. Česti je to slučaj "tekućine za zglobno zadebljanje", materijala čija se viskoznost povećava pod stresom.
Neki znanstvenici smatraju da je sljedeća velika stvar kada je u pitanju sprječavanje ozljeda i rehabilitacija tekućine za zgušnjavanje smicanja. Materijali koji se temelje na ovim tekućinama mogu pomoći u sprečavanju potresa, ozljeda vrata i uvijenih gležnjeva; služiti kao zaštitni oklop tijela u vojnim uvjetima; i stvoriti nove uređaje za rehabilitaciju.
U američkom laboratoriju za istraživanje vojske (ARL) u Aberdeenu, Maryland, Eric Wetzel posljednjih 15 godina proučava tekućine za zgušnjavanje posmika i posjeduje patente na nekoliko tehnika i proizvoda. U početku je impregnirao Kevlar tekućinama za zgušnjivanje sakupljanjem kako bi napravio tanji, fleksibilniji oklop tijela. Sad, smislio je kako da tečnosti obuhvati u fleksibilni remen. Lagano povucite remen, a on se širi poput elastike. Povucite je brzo, a ona se ukrućuje i zaključa. Ova tehnologija koju Wetzel naziva „RAT trake“ (za „privezane stope“) može biti korisna u mnogim područjima, od vojne do profesionalne atletike do kuće.
"Ono što ovim remenima omogućuje da omoguće kretanje ljudi redovnim brzinama, ali kad se dogodi nešto stvarno nasilno, oni udaraju i pružaju otpor", kaže Wetzel.
Posljednjih nekoliko godina Wetzel surađuje s NFL-om na razvoju sustava RAT kaiša kako bi se kaciga držala na mjestu i spriječila ozljede glave. On i njegov tim izgradili su platformu u laboratoriju kako bi podsjećali na uvjete NFL-a i podvrgnuli su se ispitnoj lutki koja je nosila kacigu ponovljenim simulacijama rješavanja problema. Pri nošenju kacige vezane uz tijelo s vezicama koje se kreću niz vrat do gornjeg dijela leđa, najveće ubrzanje lutkine glave smanjeno je za 50 posto. To bi mogla biti razlika između manjeg udara i ozbiljnog potresa mozga.
Wetzel očekuje da će u naredna dva mjeseca biti spremni radni prototipi vezanih kaciga, nakon čega će on i njegov tim započeti testiranje korisnika, u početku će jednostavno ljudi morati da nose kacige kako bi izvjestili kako se osjećaju, a kasnije će preći na stvarno rješavanje. Ako su testovi uspješni, najraniji korisnici će vjerojatno biti srednjoškolci, a ne profesionalci.
"NFL igrači neće ni malo ometati brzinu ili okretnost", kaže Wetzel. "Oni neće biti rani usvojitelji."
Nogavica poput gležnjača pomoću tekućine za zadebljanje (GoXStudio) Ogrtači i grudnjaci koji zadebljavaju tekućinu od striženja mogu zaštititi i druge dijelove tijela, poput gležnja ili koljena. To je posebno važno za vojnike.
"Ako pogledate glavne uzroke izgubljenog vremena za vojnike, obično nije to što su pucali; najčešća stvar zapravo je nečije iskrivljeno koljeno, izbacivanje leđa, povređivanje vrata ", kaže Wetzel. "Nije iznenađujuće, jer nose 100 kilograma na leđima, trčeći po neravnom terenu, ponekad i noću."
Prije otprilike pet godina Wetzel se sastao s istraživačima Agencije za napredne obrambene istraživačke projekte (DARPA), koji su bili zainteresirani za tehnologije za smanjenje ove vrste ozljeda mišićno-koštanog sustava. Padobranci imaju osobito veliki rizik od ozljede gležnja, jer se velikom brzinom udaraju o tlo. DARPA-ov tim radio je na čvrstoj nogavici školjke kako bi preuzeo udarac. Djelovalo je, ali padobranci nisu mogli trčati u njemu.
Tako je Wetzel razvio prototip narukvice koristeći tekućinu za smicanje zgušnjavanja umetnutu u tkaninu. Ovo je bila originalna tehnologija RAT kaiševa. Sada je jedan od istraživača DARPA-e s kojim se Wetzel sastao, potpukovnik Joe Hitt, napustio vojsku i pokrenuo tvrtku koja izrađuje zagrade na temelju rada Wetzela.
Jedan od glavnih uzroka uganuća gležnja je usporeno vrijeme reakcije koje dolazi s umorom ili iznenađenjem.
"Vaš gležanj se počinje okretati i to ne shvaćate dovoljno brzo", kaže Wetzel. "Narukvica za gležanj stvarno mora usporiti tu rotaciju da biste dali mozgu da nadoknadi vrijeme."
Okov za gležanj koji se temelji na tekućini za zadebljanje za smicanje može se kretati tijelom poput neoprenske čarape. Ali kad se gležanj počne snažno okretati, tekućina se stvrdne.
U Tennesseeju, vlasnik tvrtke i vojni veteran Russ Hubbard pretvara Wetzelove RAT kaiševe u uređaje za fizičku rehabilitaciju. Duge gumene trake najčešće se koriste za istezanje i otpornost u fizikalnoj terapiji. Hubbard pravi trake punjene tekućinom za zgušnjavanje smicanjem. Što ih teže povučete, čvršće ih dobivaju. A kad pustite, nema povratka. To znači da je sigurno da pacijenti povlače trake što je moguće jače, bez straha da će ih pogoditi u lice ako ispuste jedan kraj.
Izrada okova za rehabilitacijske trake (Jhi Scott, ARL Fotograf) "S ovom tehnologijom uvijek imate mogućnost gurati ono što je u vašem trenutku najveći potencijal", kaže Hubbard. "Ne ograničavate ono što je pacijent sposoban učiniti, a nadamo se da to znači brže vrijeme oporavka."
Hubbard surađuje s istraživačima sa Sveučilišta u Montani na studiju bendova. Ako uspije, nada se da će ih na tržište naći sljedeće godine.
Wetzel zamišlja kako se njegova tehnologija koristi kao sredstvo na pola puta između odjeće i egzoskeleta. Odjevni predmeti napravljeni od tetaka napunjenih tekućinom mogu podržavati različite dijelove tijela, ostajući mekani kada ih nosilac miruje ili se polako kreće, te postaju čvrsti i podupirući se naglim pokretima, poput pada koljena.
Zanimanje za tekućine za zgušnjavanje smicanja "definitivno je nešto što je puno poraslo u istraživačkoj zajednici u posljednjih pet godina ili slično", kaže Eric Brown, profesor strojarstva i znanosti o materijalima na Yaleu.
Znanstvenici istražuju tekućine za zgušnjavanje posmika više od 80 godina, kaže Brown, ali oni tek počinju shvaćati kako i zašto rade onako kako rade.
"Mi samo miješamo vodu i kukuruzni škrob - oni izgledaju kao jednostavne stvari same od sebe", kaže Brown. "Ideja da ne razumijemo puno o tome kako to funkcionira ponekad nadilazi ljude."
Istraživanje zaštite od udara upotrebom tekućina za zgušnjivanje od smicanja "zaista je obećavajuće", kaže Brown. Smatra da ćemo u narednim godinama na tržište naći brojne proizvode, kao što su kaciga za bicikle sa povećanim fluidom za zgušnjavanje. D30, tekućina za zadebljanje od smicanja izrađena od polimera suspendiranih u tekućem mazivu, već se koristi u predmetima od snowboard zupčanika do kućišta mobitela.
Za one od nas željne istraživanja čarolije tekućine za zgušnjavanje smicanja kod kuće, budite upozoreni: ako razmišljate napuniti dječji bazen oobleckom kako bi "hodao po vodi" poput YouTubera, to je teže nego što izgleda. Brown zna - to je učinio nekoliko puta, samo radi zabave.
"Najteži dio je da trebate miješati stvari", kaže on. "Morali smo unajmiti cementnu miješalicu od tvrtke Home Depot."
