p>Как и в другие сферы исследований, в область разработки военного снаряжения пришло компьютерное моделирование. В частности, для разработки касок для военных используются компьютерные модели черепа и мозга человека. Это позволяет предварительно оценить степень воздействия ударов на кости и головной мозг человека в зависимости от силы и направления удара и найти оптимальные средства для гашения импульса и минимизации воздействий. Вот только до сих пор все компьютерные модели предполагали, что кости черепа имеют изотропную структуру (с одинаковой во всех направлениях кристаллической структурой). Но на практике это не так.

Другие кости человека убедительно показывают, что кристаллическая структура костных тканей имеет строгую направленность по оси наиболее сильного воздействия для защиты от переломов. С костями черепа всё по-другому. В них тоже есть участки со своей ориентацией, но эти участки достаточно малы, и для грубого моделирования ими можно было пренебречь. Но что, если знание об анизотропии костей черепа поможет создать более надёжные каски для военных? Неужели можно пренебречь этой возможностью? Наконец, знание о поведении различных участков костей черепа может помочь для лечения травм головного мозга.

Именно с этими мыслями Армейская исследовательская лаборатория (ARL) и учёные Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США приступили к комплексным исследованиям микроструктуры костей черепа человека. Для исследований задействована установка высокоэнергетического рентгеновского излучения от усовершенствованного источника фотонов (APS).

Данные о строении костей черепа собираются с использованием поперечного и перпендикулярного сканирования каждого из участков костей и соединений между отдельными костями. Впоследствии массив данных будет переведён в компьютерную модель и будет доступен для проведения экспериментов по рассеиванию ударных импульсов по черепу в зависимости от силы и направления удара. Также будут проведены практические опыты с живыми костными тканями с последующим сканированием травмированных микроучастков.

На основе новых данных и новой компьютерной модели черепа учёные рассчитывают создать каски, способные ещё эффективнее гасить ударные импульсы для предотвращения переломов костей черепа и травм головного мозга.

Источник: 3DNews