Znajdź zawartość

Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej pracują nad kaskiem rowerowym z wymienną wkładką. Rozwiązanie takie powinno być tańsze i bardziej bezpieczne dla samego użytkownika, a jako że pianka ma być biodegradowalne, będzie też przyjazne dla środowiska. Zalety nowego kasku w porównaniu z kaskami tradycyjnymi biorą się stąd, że w ciągu ostatnich 45 lat od opracowania pierwszego kasku sportowego, konstrukcja i zasada jego działania nie uległa zasadniczym zmianom. Kaski chronią głowę dzięki pochłanianiu części energii uderzenia. Wyposażone są w specjalną piankę energochłonną, która pochłania energię, odkształca się jak sprężyna i oddaje mniej energii niż pochłonęła. Jednak takie rozwiązanie ma pewną wadę. Otóż energia uderzenia jest magazynowana w piance, co skutkuje jej deformacją. Dlatego też, przynajmniej teoretycznie, po każdym uderzeniu powinniśmy wymieniać kask. Nie wiemy bowiem, jak bardzo pianka uległa deformacji i jak dobrze będzie w przyszłości nas chroniła. Użytkownik nie jest w stanie ocenić stopnia deformacji pianki i zbadać na ile bezpieczeństwo zapewniane przez kask się zmniejszyło. Producenci zalecają więc wymianę kasku po każdym uderzeniu. To jednak rozwiązanie kosztowne, więc niewiele osób wymienia kask po drobnym upadku. Uczeni z PWr pracujący pod kierunkiem dr. inż. Pawła Kaczyńskiego z Katedry Obróbki Plastycznej, Spawalnictwa i Metrologii na Wydziale Mechanicznym postanowili rozwiązać ten problem, opracowując kask z wymienną pianką. Uczony zauważa, że wszystkie oferowane dotychczas kaski mają mocowaną na stałe warstwą energochłonną. Dlatego nasze rozwiązanie będzie czymś zupełnie nowym. Pracujemy nad warstwą, która będzie wymienną wkładką. Każdy rowerzysta czy sportowiec po upadku albo zderzeniu będzie mógł łatwo włożyć nową wkładkę do swojego kasku, bez użycia siły czy specjalistycznego oprzyrządowania. Jednocześnie będzie miał pewność, że taka zmiana w żaden sposób nie obniży gwarancji jego bezpieczeństwa. Kask nadal będzie spełniał wymagane prawem normy. Naukowcy nie ograniczają się jedynie do problemu wymiany wkładki. Chcą też, by stara wkładka ulegała biodegradacji. Biodegradowalność jest dla nas największym wyzwaniem. Musimy stworzyć wkładkę, która z jednej strony rozłoży się pod wpływem działania wody, ale z drugiej będzie ochraniała stale pocącego się kolarza czy narciarza. Staramy się więc opracować takie tworzywo, które – mówiąc wprost – nie rozłoży się nam na głowach. A do tego ważne jest też, by ten materiał pokazywał w jakiś wizualny sposób utratę swoich własności – np. odbarwiał się, marszczył itp. po tym, jak – dajmy na to – kask przez kilka tygodni będzie leżał na stole w słonecznym ogrodzie albo spędzi kilka miesięcy w wilgotnej piwnicy. Tak, żeby użytkownik wiedział: coś tu się zadziało, lepiej wymienić wkładkę na nową. Problem jest poważniejszy, niż się wydaje. Obecnie stosowane wkładki produkowane są z materiałów ropopochodnych, które rozkładają się ponad 100 lat. Tymczasem w samej tylko Polsce każdego roku wyrzucanych jest około miliona kasków. A to oznacza dodatkowe setki ton odpadów. Uczeni z Wrocławia zamierzają udoskonalić też samą strukturę pianki. Będzie wykonana w formie otwartych, przestrzennych struktur przypominających plastry miodu i pochłonie energię poprzez plastyczne, wielomiejscowe fałdowanie. Żeby to zrozumieć, wystarczy wyobrazić sobie zgniatanie np. metalu. Energia jest pochłaniana przez odkształcanie tego materiału i sprężynowanie powrotne jest niewielkie. Nie ma więc ryzyka drugiej fazy uderzenia, a do tego bezpowrotne zgniecenie materiału wkładki jest od razu wyraźnym sygnałem dla użytkownika, że trzeba ją wymienić na nową. Tu nie będzie więc pola do zastanawiania się: uszkodzona czy jeszcze da radę? Od razu będzie wiadomo, że już nie spełnia dobrze swojej ochronnej roli. Naukowcy zapewniają, że ich pianka będzie pochłaniała nawet 84% energii uderzenia, a że ma być też bardziej przewiewna, wygodniej będzie nosić taki kask. Uczeni mają dwa lata na opracowanie nowatorskiego kasku. W tym czasie mają powstać prototypy dla rowerzystów i snowboardzistów. « powrót do artykułu

Na Purdue University powstaje wkładka, która może wspomóc gojenie wrzodów związanych ze stopą cukrzycową. Jednym z najlepszych sposób na wygojenie tych ran jest dotlenianie. Stworzyliśmy system, który stopniowo uwalnia tlen w ciągu dnia, dzięki czemu pacjent zyskuje większą mobilność - opowiada prof. Babak Ziaie. Przyczyną neuropatii cukrzycowej jest za wysokie stężenie glukozy we krwi. Końcowe produkty glikacji wywołują zmiany w nerwach, np. zanik osłonek mielinowych. Chorzy nie czują bólu, dlatego częściej doznają urazów. Przez cukier i będącą skutkiem cukrzycy suchą skórę rany goją się zaś wolniej. Zazwyczaj leczymy rany, usuwając z jej powierzchni zmienioną tkankę i pomagając pacjentowi odciążyć chorą kończynę - tłumaczy Desmond Bell, podiatra z Memorial Hospital w Jacksonville na Florydzie. Złotym standardem jest zastosowanie łuski pełnokontaktowej [ang. total-contact cast], która zapewnia stopie ochronne środowisko. Sprawdzając, jak skutecznie wkładka dostarcza tlen do rany w obrębie łuski, moglibyśmy wspomóc proces leczenia. Naukowcy z Purdue ukształtowali wkładki z gumy silikonowej za pomocą lasera. Utworzyli zbiorniczki, które uwalniają tlen tylko w partiach stopy, gdzie znajdują się wrzody. Silikon jest giętki i dobrze przepuszcza tlen. Obróbka laserowa pozwala nam dostosować przepuszczalność i obrać na cel tylko okolice rany, które są niedotlenione. W ten sposób nie zatruwa się reszty stopy nadmiarem tlenu - opowiada dr Hongjie Jiang. Wkładka jest zbudowana z 2 warstw poli(dimetylosiloksanu). Górna jest poddawana wybiórczej obróbce laserowej - w ten sposób manipuluje się przepuszczalnością tlenu. Dolna warstwa zapewnia wsparcie strukturalnie. Znajdują się w niej też zbiorniczki z tlenem. Przy nacisku rzędu 150 kPa (to średnia wartość dla stania/chodzenia) wkładka uwalnia tlen w tempie 1,8 mmHg/min/cm2. Przy mniejszym nacisku podczas siedzenia tempo uwalniania wynosi 0,092 mmHg/min/cm2; dla rany o rozmiarach 4 cm2 poziom tlenu wzrasta do optymalnej wartości leczniczej (50 mmHg) w ciągu 150 min. Symulacje pokazały, że pod naciskiem osoby ważącej 53-81 kg wkładka może dostarczać tlen przez co najmniej 8 godzin dziennie. Można ją też dostosować do innej wagi. Amerykanie snują wizje, że w przyszłości producent będzie wysyłał choremu paczkę "nabitych" tlenem wkładek, które będą dostosowane do konkretnego umiejscowienia rany (profilu rany określonego na podstawie recepty lekarza i zdjęcia stopy). Autorzy publikacji z pisma Materials Research Society Communications chcą teraz opracować metodę drukowania wkładki w 3D. Zamierzają również przetestować wkładkę na pacjentach z zespołem stopy cukrzycowej i sprawdzić, w jakim stopniu usprawnia proces gojenia.   « powrót do artykułu