Pernahkah anda bercampur jagung dan air bersama-sama untuk membuat "oobleck?" Apabila anda memerah campuran dengan tegas di kepalan tangan anda ia membuat bola keras. Tetapi apabila anda berehat cengkaman anda, ia menetes seperti cecair. Ini adalah contoh biasa "cecair penebalan ricih, " bahan yang kelikatannya meningkat di bawah tekanan.
Sesetengah ahli sains berfikir bahawa cecair penebalan ricih boleh menjadi perkara besar seterusnya apabila ia datang kepada pencegahan dan pemulihan kecederaan. Bahan berdasarkan cecair ini berpotensi untuk membantu mencegah gegaran, kecederaan leher dan pergelangan kaki terpintal; untuk berkhidmat sebagai perisai badan pelindung dalam pengaturan ketenteraan; dan untuk mencipta peranti pemulihan baru.
Di Makmal Penyelidikan Tentera AS (ARL) di Aberdeen, Maryland, Eric Wetzel telah mengkaji cecair penebalan ricih selama 15 tahun yang lalu dan memegang paten pada beberapa teknik dan produk. Pada mulanya dia memerah Kevlar dengan cecair penebalan ricih untuk membuat perisai badan yang lebih nipis, lebih fleksibel. Sekarang, dia sudah tahu bagaimana untuk membungkus cecair dalam tali yang fleksibel. Tarik tali perlahan, dan ia mengembang seperti elastik. Tariknya dengan pantas, dan ia mengeras dan mengunci. Teknologi ini, yang Wetzel memanggil "tali RAT" (untuk "pengisi laju diaktifkan"), boleh berguna dalam beberapa bidang, dari tentera ke atletik profesional ke rumah.
"Apa tali ini memberi anda keupayaan untuk dilakukan adalah membenarkan pergerakan manusia pada kelajuan biasa, tetapi apabila ada sesuatu yang benar-benar ganas, mereka menendang dan memberikan perlawanan, " kata Wetzel.
Sejak beberapa tahun kebelakangan Wetzel telah bekerjasama dengan NFL untuk membangunkan sistem tali RAT untuk memastikan helm di tempat dan membantu mencegah kecederaan kepala. Beliau dan pasukannya telah membina sebuah platform di makmal untuk menyerupai syarat-syarat lapangan bermain NFL, dan telah menimbulkan dummy test crash yang memakai topi keledar untuk mengulangi simulasi mengatasi. Apabila memakai topi keledar yang dilampirkan ke badannya dengan tethers yang mengalir ke leher ke punggung atas, pecutan puncak yang dialami oleh kepala dummy dikurangkan sebanyak 50 peratus. Ini boleh menjadi perbezaan antara benjolan kecil dan gegaran yang serius.
Wetzel menjangka mempunyai prototaip kerja topi keledar yang sudah siap dalam tempoh dua bulan akan datang, di mana dia dan pasukannya akan memulakan ujian pengguna, pada mulanya semata-mata mempunyai orang yang memakai topi keledar untuk melaporkan bagaimana perasaan mereka, kemudian beralih ke menangani sebenar. Sekiranya ujian berjaya, pengguna yang paling awal mungkin akan menjadi atlet sekolah tinggi dan bukan pro.
"Pemain NFL tidak akan memakai apa-apa yang menghalang kelajuan atau ketangkasan walaupun sedikit, " kata Wetzel. "Mereka tidak akan menjadi pengguna awal."
Penjepit buku lali seperti kaus kaki menggunakan cecair penebalan ricih (GoXStudio) Penebalan cecair yang menggabungkan cecair dan penyokong gigi boleh melindungi bahagian tubuh yang lain, seperti buku lali atau lutut. Ini amat penting untuk askar.
"Jika anda melihat sebab-sebab utama masa yang hilang untuk askar, biasanya tidak kerana mereka mendapat tembakan; perkara yang paling biasa sebenarnya adalah seseorang yang berpusing lutut, melemparkan punggung mereka, mencederakan leher mereka, "kata Wetzel. "Ia tidak menghairankan, kerana mereka memakai 100 paun di belakang mereka, berjalan di atas medan kasar, kadang-kadang pada waktu malam."
Sekitar lima tahun yang lalu, Wetzel bertemu dengan penyelidik dari Badan Pertahanan Projek Penyelidikan Advanced (DARPA), yang berminat dalam teknologi untuk mengurangkan kecederaan muskuloskeletal. Paratroopers berada pada risiko kecederaan buku lali terutamanya yang tinggi, kerana mereka melanda tanah dengan kelajuan tinggi. Pasukan DARPA telah bekerja di penjagaan buku lali kakinya yang tegar untuk mengambil kesan itu. Ia berfungsi, tetapi pasukan payung terjun tidak dapat berjalan di dalamnya.
Oleh itu, Wetzel telah membangunkan satu prototaip dari satu pendakap menggunakan cecair penebalan ricih yang terbungkus dalam kain. Ini adalah teknologi tali RAT asal. Kini, salah seorang penyelidik DARPA Wetzel bertemu, Letnan Kolonel Joe Hitt, telah meninggalkan tentera dan memulakan sebuah syarikat yang membuat kawat berdasarkan kerja Wetzel.
Salah satu penyebab utama keseleo pergelangan kaki ialah masa tindak balas perlahan yang datang dengan keletihan atau kejutan.
"Gelang kaki anda mula berputar dan anda tidak menyedarinya tidak lama lagi, " kata Wetzel. "Penjepit pergelangan kaki benar-benar hanya perlu melambatkan putaran itu untuk memberi masa otak anda untuk mengejar."
Penjepit pergelangan kaki berdasarkan cecair penebalan ricih boleh bergerak dengan badan seperti kaus kaki neoprena. Tetapi apabila pergelangan kaki mula berbelok dengan ganas, bendalir mengeras.
Di Tennessee, pemilik perniagaan dan veteran tentera Russ Hubbard menukar tali RAT Wetzel ke peranti untuk pemulihan fizikal. Band getah panjang biasanya digunakan untuk peregangan dan rintangan terapi fizikal. Hubbard membuat kumpulan yang dipenuhi dengan cecair penebalan ricih. Semakin sukar anda menarik mereka, semakin kuat mereka. Dan apabila anda melepaskan, tiada pemulihan. Ini bermakna selamat bagi pesakit untuk tarik band sekeras mungkin tanpa takut terkena di muka jika mereka jatuh satu hujung.
Membuat tethers untuk band pemulihan (Jhi Scott, Jurugambar ARL) "Dengan teknologi ini, anda sentiasa mempunyai keupayaan untuk menolak apa potensi maksimum anda pada masa itu, " kata Hubbard. "Anda tidak mengehadkan apa yang mampu dilakukan oleh pesakit, dan diharapkan ia diterjemahkan ke dalam pemulihan yang lebih cepat."
Hubbard sedang bekerjasama dengan penyelidik dari University of Montana dalam kajian kumpulan. Sekiranya ia berjaya, beliau berharap dapat memasuki pasaran tahun depan.
Wetzel membayangkan teknologi tetherasinya yang digunakan di jalan raya sebagai semacam separuh antara pakaian dan exoskeleton. Pakaian yang diperbuat daripada tuanger yang dipenuhi bendalir boleh menyokong pelbagai bahagian badan, baki lembut apabila pemakainya masih atau bergerak dengan perlahan, dan menjadi tegas dan menyokong dengan gerakan mendadak, seperti kejatuhan lutut trik.
Minat dalam cecair penebalan ricih adalah "pasti sesuatu yang banyak ditanam dalam komuniti penyelidikan dalam tempoh lima tahun yang lalu", kata Eric Brown, profesor kejuruteraan mekanikal dan sains bahan di Yale.
Para saintis telah menyiasat cecair penebalan ricih selama lebih daripada 80 tahun, kata Brown, tetapi mereka hanya benar-benar mula memahami bagaimana dan mengapa mereka bekerja seperti yang mereka lakukan.
"Kami hanya mencampurkan air dan jagung-mereka kelihatan seperti perkara-perkara mudah sendiri, " kata Brown. "Idea yang kita tidak faham banyak tentang bagaimana kerja itu kadang-kadang menyerang orang."
Penyelidikan mengenai perlindungan kesan menggunakan cecair penebalan ricih adalah "sangat menjanjikan, " kata Brown. Dia fikir kami mungkin akan melihat beberapa produk, seperti memotong helmet basikal yang dinaikkan cecair, di pasaran pada tahun-tahun akan datang. D30, cecair penebalan ricih yang diperbuat daripada polimer yang digantung dalam pelincir cecair, sudah digunakan dalam barangan dari alat snowboard hingga kes telefon bimbit.
Bagi mereka yang tidak sabar-sabar untuk meneroka keajaiban cecair penebalan ricih di rumah, berhati-hatilah: jika anda berfikir untuk mengisi kolam kiddie dengan oobleck untuk "berjalan di atas air" seperti YouTubers, ia lebih sukar daripada kelihatan. Brown tahu-dia telah melakukannya beberapa kali, hanya untuk keseronokan.
"Bahagian paling sukar adalah anda perlu menggabungkan barang-barang, " katanya. "Kami terpaksa menyewa pengadun simen dari Home Depot."
