脑震荡

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科技丨变色材料为诊断脑震荡出力 [复制链接]

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材料人网注:脑震荡与身体状况日益衰弱的疾病如慢性创伤性脑病之间存在的密切联系还在探索之中,顾名思义,头部反复的受伤是脑震荡的主要原因。然而不幸的是,与骨折、韧带断裂这些不同,脑震荡是无形的、并不容易诊断出来。

有鉴于此,材料科学与工程系以及宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院教授杨舒带领一个研究小组开发了一种聚合物材料,该聚合物材料的颜色变化取决于对它的冲击力度。他们的目标是有一天将这种材料应用到安全帽上,可对冲击力是否足以造成脑震荡产生预警。

“如果力足够大,你可以很容易看到颜色的变化,医院就医。”杨舒说,

杨舒的实验室成员YounghyunCho,SuYeonLee、GaoxiangWu和维拉诺瓦大学GangFeng的团队以及天普大学JieYin的团队共同致力于该项研究工作。

在他们新的研究中,杨和她的同事们开发了一个更简单的方法产生材料变色的效果,可以加速其在消费品中应用的进程,如橄榄球头盔。

这种材料主要在于使用一种聚合物,该聚合物是一种可诱导形成相同内部结构的光子晶体。首先,将融化的聚合物倒入由硅珠组成的模具里;然后,等聚合物固化后将硅珠移除,聚合物晶体就能够充当“反蛋白石”并模拟光的折射特性。

研究人员使用不同大小的力作用于聚合物晶体并记录它们的颜色变化。强大的冲击使它从红色变为绿色,当一个更大的力作用于它时颜色将会由红色变为紫色。

“当冲击力的强度已经在能够造成损伤的范围之内,脑震荡是不可避免的。”杨说到。

更为重要的是,聚合物晶体颜色的改变是永久的。一旦冲击力强度达到一定程度,晶体结构会永久变形,非常适合记录冲击所造成的影响。

该研究成果已经发表在AdvancedFunctionalMaterials上,论文                      材料人

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