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[導(dǎo)讀]頭部受傷和腦震蕩可能會帶來可怕的后果,甚至可能影響終身。我們能否找到保護(hù)大腦安全的萬全之策?大腦是我們脆弱而寶貴的資產(chǎn),包裹在顱骨的厚重骨質(zhì)外殼內(nèi)。在很大程度上,顱骨保護(hù)著大腦免受我們?nèi)粘I钪懈鞣N可

頭部受傷和腦震蕩可能會帶來可怕的后果,甚至可能影響終身。我們能否找到保護(hù)大腦安全的萬全之策?大腦是我們脆弱而寶貴的資產(chǎn),包裹在顱骨的厚重骨質(zhì)外殼內(nèi)。在很大程度上,顱骨保護(hù)著大腦免受我們?nèi)粘I钪懈鞣N可能的傷害。在這一“裝甲防護(hù)層”之下,還有多層保護(hù)膜和腦脊液為大腦提供緩沖。

然而,有時(shí)光有骨骼的保護(hù)是不夠的。對頭部的重?fù)魰?dǎo)致顱骨破裂,進(jìn)而損傷里面的大腦。重?fù)粢矔惯@個(gè)松軟的器官在顱骨內(nèi)來回晃動,當(dāng)大腦撞擊堅(jiān)硬的顱骨時(shí),其軟組織很容易損傷。

運(yùn)動場上的碰撞、自行車事故、在建筑工地上跌倒或滑倒,以及戰(zhàn)場上的受傷,所有這些情況對大腦的威脅都超過了日常行為,因此,我們需要對大腦進(jìn)行額外的保護(hù)。頭盔就是最常見的保護(hù)方式。不過,頭盔不能僅僅加厚的保護(hù)殼,而是必須與使用場景相匹配,同時(shí)盡可能提供最佳的保護(hù)效果。

隨著先進(jìn)的新材料不斷面世,以及各種創(chuàng)造性的思維,新一代的保護(hù)頭盔正在讓我們脆弱的大腦更加安全。

2018年,兩名警察在阿富汗東部的邁萬德營向一群美軍士兵開槍,導(dǎo)致一名陸軍參謀軍士長喪生。另一名在伏擊中受傷的士兵也可能在當(dāng)天喪生。

上士史蒂文·麥奎因被一輛皮卡車后部的機(jī)關(guān)槍近距離擊中腦后部,沖擊力將他撞倒在地。令人驚訝的是,幾秒鐘后他又站了起來,重新開始戰(zhàn)斗。子彈擊中了他麥奎因的頭盔,而頭盔吸收了沖擊力并阻止了子彈。這名士兵之所以能幸存下來,很大程度上要?dú)w功于他頭上那頂具有非凡韌性的頭盔。這種頭盔被稱為“頭部綜合保護(hù)系統(tǒng)”。

和戰(zhàn)場上的軍人一樣,軍用頭盔也面臨著一個(gè)獨(dú)特而不斷變化的挑戰(zhàn),包括各種小塊、密集和高速的物體,特別是炮彈碎片和子彈。

20世紀(jì)早期,士兵們佩戴的是鋼盔。后來到20世紀(jì)70和80年代,鋼盔被凱芙拉頭盔取代,但古今,凱芙拉材料已經(jīng)被聚乙烯取代。這里說的不是飲料瓶和三明治包裝上的低密度聚乙烯,而是超高分子量聚乙烯。這種材料甚至可以在近距離攔截大口徑步槍子彈。

美國陸軍士兵防護(hù)裝備產(chǎn)品經(jīng)理金杰•懷特海德中校表示:“從提供保護(hù)的程度上,UHMWP目前是用于頭盔的材料中最棒的?!盪HMWP由分子量比普通聚乙烯大一百倍的分子組成,可以紡成纖維,看起來和感覺上都與尼龍相似,但是卻能防彈。

為美國生產(chǎn)軍用頭盔的是3M公司,其防務(wù)產(chǎn)品開發(fā)高級經(jīng)理瓦西里奧斯•布拉霍斯表示:“UHMWP的獨(dú)特之處在于它的強(qiáng)度和韌性?!边@里的“韌性”是一個(gè)技術(shù)術(shù)語,既包括拉伸材料所需的力量,也包括材料在斷裂前的拉伸距離。UHMWP之所以能很好地?cái)r截子彈,正是因?yàn)樗凶銐驈?qiáng)的拉伸性能,而且能吸收大量能量而不斷裂。

美國陸軍將在明年采用一種改進(jìn)型的頭盔,作為下一代作戰(zhàn)頭盔,更好的防護(hù)材料也正在研制中。“UHMWP還相對年輕,沒有完全得到利用,”布拉霍斯說,“我們大約只開發(fā)了它60%的能力。”

然而,即使頭盔擋住了子彈,佩戴者仍然可能遭受鈍挫傷。西班牙巴倫西亞理工大學(xué)的工程師瑪爾塔·波羅瑪說:“這與其他鈍挫傷非常相似,比如被錘子砸到的損傷?!敝徊贿^在槍擊情況下,鈍挫傷是由一個(gè)速度高達(dá)每秒幾百米的物體造成的。

當(dāng)頭盔被子彈擊中時(shí),會變形并向內(nèi)彎曲。如果變形大于頭盔內(nèi)表面與頭部之間的距離,則子彈就會穿過頭盔并擊中頭部,造成相對嚴(yán)重的創(chuàng)傷。如果頭盔更堅(jiān)固、變形更少,則創(chuàng)傷的風(fēng)險(xiǎn)可能會降低,但這會增加子彈穿過頭盔的幾率?!皬奈覀兊慕嵌葋砜?,阻止頭盔被子彈穿透的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了任何鈍挫傷的風(fēng)險(xiǎn),”布拉霍斯說道。

承受一部分鈍挫傷的風(fēng)險(xiǎn)被認(rèn)為是目前最好的權(quán)衡之計(jì)。瑪爾塔·波羅瑪?shù)膱F(tuán)隊(duì)正在努力厘清這種危險(xiǎn)并建立標(biāo)準(zhǔn),包括建議為頭部較大者生產(chǎn)的頭盔不要減少襯墊的厚度。他們認(rèn)為,應(yīng)該根據(jù)佩戴者的頭部比例來增加頭盔的尺寸。其他研究人員也在開發(fā)更好的減震材料,試圖進(jìn)一步減少頭部損傷。


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