क्या आपने कभी कॉर्नस्टार्च और पानी को एक साथ मिलाकर "ओब्लॉक" बनाया है? जब आप मिश्रण को अपनी मुट्ठी में दृढ़ता से निचोड़ते हैं तो यह एक कठिन गेंद बनाता है। लेकिन जब आप अपनी पकड़ को शिथिल करते हैं, तो यह तरल की तरह सूख जाता है। यह एक "कतरनी गाढ़ा तरल पदार्थ" का एक सामान्य उदाहरण है, एक ऐसी सामग्री जिसकी चिपचिपाहट तनाव में बढ़ जाती है।
कुछ वैज्ञानिकों का मानना है कि जब चोट की रोकथाम और पुनर्वास की बात आती है तो कतरनी गाढ़ा तरल पदार्थ अगली बड़ी चीज हो सकती है। इन तरल पदार्थों के आधार पर सामग्री को कंसीलर, गर्दन की चोटों और मुड़ी हुई एड़ियों को रोकने में मदद करने की क्षमता होती है; सैन्य सेटिंग्स में सुरक्षात्मक शरीर कवच के रूप में सेवा करने के लिए; और नए पुनर्वास उपकरणों का निर्माण करना।
मैरीलैंड के एबरडीन में अमेरिकी सेना अनुसंधान प्रयोगशाला (ARL) में, एरिक वेटज़ेल पिछले 15 वर्षों से कतरनी गाढ़ा तरल पदार्थ का अध्ययन कर रहा है और कई तकनीकों और उत्पादों पर पेटेंट रखता है। प्रारंभ में वह पतले, अधिक लचीले शरीर के कवच बनाने के लिए कतरनी के साथ तरल पदार्थ के रूप में केवलर लगा रहा था। अब, उन्हें पता चला है कि एक लचीली पट्टा में तरल पदार्थ को कैसे संलग्न किया जाए। पट्टा धीरे से खींचो, और यह लोचदार की तरह फैलता है। इसे जल्दी से खींचो, और यह कड़ी हो जाती है और लॉक हो जाती है। यह तकनीक, जिसे वेटज़ेल "आरएटी पट्टियाँ" ("दर-सक्रिय टेथर" के लिए) कहता है, सैन्य से लेकर पेशेवर एथलेटिक्स से लेकर घर तक कई क्षेत्रों में उपयोगी हो सकती है।
वेटज़ेल कहते हैं, "ये पट्टियाँ आपको क्या करने की क्षमता देती हैं, जो नियमित गति से मानव गति की अनुमति देती है, लेकिन जब वास्तव में कुछ हिंसक हो रहा होता है, तो वे किक मारते हैं और प्रतिरोध प्रदान करते हैं।"
पिछले कई वर्षों से वेटज़ेल एनएफएल के साथ काम कर रहा है, ताकि हेलमेट रखने के लिए आरएटी पट्टियों की एक प्रणाली विकसित की जा सके और सिर की चोटों को रोका जा सके। उन्होंने और उनकी टीम ने एक एनएफएल प्लेइंग फील्ड की परिस्थितियों से मिलते-जुलते लैब में एक प्लेटफॉर्म बनाया है, और बार-बार होने वाले सिमुलेशन से निपटने के लिए हेलमेट पहने हुए क्रैश टेस्ट डमी का विषय रखा है। जब अपने शरीर से जुड़ी हेलमेट को पीठ के निचले हिस्से में गर्दन तक चलाने वाले टीथर्स के साथ पहना जाता है, तो डमी के सिर द्वारा अनुभव की गई चोटी के त्वरण को 50 प्रतिशत तक कम कर दिया जाता है। यह मामूली टक्कर और एक गंभीर संधि के बीच अंतर हो सकता है।
वेटज़ेल ने उम्मीद की है कि अगले दो महीनों में तैयार हेलमेट के काम करने वाले प्रोटोटाइप होंगे, जिस बिंदु पर वह और उनकी टीम उपयोगकर्ता परीक्षण शुरू करेगी, शुरू में बस लोगों को हेलमेट पहनने की रिपोर्ट करने के लिए कि वे कैसा महसूस करते हैं, बाद में वास्तविक टैकलिंग के लिए आगे बढ़ रहे हैं। यदि परीक्षण सफल होते हैं, तो जल्द से जल्द उपयोगकर्ता पेशेवरों के बजाय हाई स्कूल एथलीट होंगे।
“एनएफएल खिलाड़ी कुछ भी नहीं पहनते हैं जो गति या चपलता को थोड़ा भी बाधित करता है, ” वेटज़ेल कहते हैं। "वे जल्दी गोद लेने वाले नहीं होंगे।"
कतरनी की तरह गाढ़ा तरल पदार्थ का उपयोग करके टखने के ब्रेस (GoXStudio) कतरनी गाढ़ा तरल पदार्थ-वस्त्र और ब्रेसिज़ शरीर के अन्य हिस्सों, जैसे टखने या घुटने, साथ ही साथ की रक्षा कर सकते हैं। यह सैनिकों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।
“यदि आप सैनिकों के लिए खोए समय के प्रमुख कारणों को देखते हैं, तो आमतौर पर ऐसा नहीं होता कि उन्हें गोली लगी; सबसे आम बात यह है कि वास्तव में किसी ने एक घुटने को मोड़ दिया है, अपनी पीठ को बाहर फेंक दिया, उनकी गर्दन को घायल कर दिया, ”वेटज़ेल कहते हैं। "यह आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि वे अपनी पीठ पर 100 पाउंड पहन रहे हैं, कभी-कभी रात में, किसी न किसी इलाके में चल रहे हैं।"
लगभग पांच साल पहले, वेटज़ेल ने डिफेंस एडवांस्ड रिसर्च प्रोजेक्ट्स एजेंसी (डीएआरपीए) के शोधकर्ताओं के साथ मुलाकात की, जो इन प्रकार की मस्कुलोस्केलेटल चोटों को कम करने के लिए प्रौद्योगिकियों में रुचि रखते थे। पैराट्रूपर्स विशेष रूप से टखने की चोटों के उच्च जोखिम में हैं, क्योंकि वे उच्च गति से जमीन पर मारते हैं। DARPA की टीम प्रभाव लेने के लिए एक कठोर खोल टखने के ब्रेस पर काम कर रही थी। यह काम किया, लेकिन पैराट्रूपर्स इसमें नहीं चल सके।
इसलिए वेटज़ेल ने कपड़े में घिरे हुए कतरनी गाढ़े द्रव का उपयोग करके ब्रेस का एक प्रोटोटाइप विकसित किया। यह मूल RAT स्ट्रैप तकनीक थी। अब, DARPA शोधकर्ताओं में से एक वेटज़ेल के साथ मुलाकात की, लेफ्टिनेंट कर्नल जो हित ने सेना छोड़ दी है और वेटज़ेल के काम के आधार पर ब्रेसिज़ बनाने वाली कंपनी शुरू कर दी है।
टखने के मोच के प्रमुख कारणों में से एक धीमा प्रतिक्रिया समय है जो थकान या आश्चर्य के साथ आता है।
"अपने टखने को घुमाने के लिए शुरू होता है और आप इसे जल्द ही महसूस नहीं करते हैं, " वेटज़ेल कहते हैं। "टखने के ब्रेस को वास्तव में बस अपने मस्तिष्क को पकड़ने के लिए समय देने के लिए उस रोटेशन को धीमा करना पड़ता है।"
कतरनी गाढ़ा तरल पदार्थ पर आधारित टखने के ब्रेस शरीर के साथ एक न्योप्रीन सॉक के रूप में घूम सकते हैं। लेकिन जब टखने हिंसक रूप से मुड़ने लगते हैं, तो तरल पदार्थ सख्त हो जाता है।
टेनेसी में, व्यवसाय के मालिक और सेना के दिग्गज रसेल हबर्ड, वेटज़ेल के आरएटी पट्टियों को भौतिक पुनर्वास के लिए उपकरणों में बदल रहे हैं। लंबे रबर बैंड आमतौर पर स्ट्रेचिंग और भौतिक चिकित्सा में प्रतिरोध के लिए उपयोग किए जाते हैं। हबर्ड, कतरनी गाढ़े द्रव से भरे हुए बैंड बना रहे हैं। जितना कठिन आप उन्हें खींचते हैं, उतना ही सख्त हो जाता है। और जब आप जाने देते हैं, तो कोई पलटाव नहीं होता है। इसका मतलब यह है कि मरीजों के लिए बैंड को खींचना उतना ही सुरक्षित है जितना कि वे चेहरे पर चोट लगने के डर के बिना अगर वे एक छोर को छोड़ दें।
पुनर्वास बैंड के लिए टेथर बनाना (झी स्कॉट, ARL फोटोग्राफर) "इस तकनीक के साथ आप हमेशा उस क्षण में अपनी अधिकतम क्षमता पर जोर देने की क्षमता रखते हैं, " हबर्ड कहते हैं। "आप रोगी को क्या करने में सक्षम हैं, और उम्मीद है कि वसूली के तेज समय में तब्दील नहीं कर रहे हैं।"
हबर्ड यूनिवर्सिटी ऑफ मोंटाना के शोधकर्ताओं के साथ बैंड के एक अध्ययन पर काम कर रहा है। अगर यह सफल होता है, तो उन्हें अगले साल बाजार पर आने की उम्मीद है।
वेटज़ेल ने अपनी टीथर तकनीक का इस्तेमाल कपड़े और एक एक्सोस्केलेटन के बीच आधे रास्ते की तरह सड़क के नीचे होने की कल्पना की है। तरल पदार्थ से भरे टेथर्स से बने परिधान शरीर के विभिन्न हिस्सों का समर्थन कर सकते हैं, शेष नरम तब होते हैं जब पहनने वाला अभी भी या धीरे-धीरे आगे बढ़ रहा है, और अचानक गति के साथ दृढ़ और सहायक हो जाता है, जैसे कि ट्रिक घुटने का पतन।
येल में मैकेनिकल इंजीनियरिंग और मटेरियल साइंस के प्रोफेसर एरिक ब्राउन कहते हैं, "कतरनी गाढ़ा तरल पदार्थ में रुचि" निश्चित रूप से पिछले पांच वर्षों में अनुसंधान समुदाय में बहुत कुछ बढ़ी है।
ब्राउन कहते हैं कि 80 से अधिक वर्षों के लिए कतरनी गाढ़ा तरल पदार्थ की जांच की गई है, लेकिन वे वास्तव में केवल यह समझना शुरू कर रहे हैं कि वे कैसे और क्यों काम करते हैं।
ब्राउन कहते हैं, "हम सिर्फ पानी और कॉर्नस्टार्च का मिश्रण कर रहे हैं - वे साधारण चीजों की तरह लग रहे हैं।" "यह विचार कि हम इस बारे में बहुत कुछ नहीं समझते हैं कि यह कैसे काम करता है कभी-कभी लोगों को आश्चर्यचकित करता है।"
ब्राउन का कहना है कि कतरनी गाढ़ा तरल पदार्थों के उपयोग से प्रभाव संरक्षण पर शोध वास्तव में आशाजनक है। वह सोचता है कि हम आने वाले वर्षों में बाजार पर कई उत्पादों जैसे कतरनी गाढ़े द्रव-वृद्धि वाले साइकिल हेलमेट को देखेंगे। D30, एक तरल स्नेहक में निलंबित पॉलिमर से बना एक कतरनी गाढ़ा द्रव, पहले से ही स्नोबोर्ड गियर से सेल फोन के मामलों में उपयोग किया जाता है।
हम में से उन लोगों के लिए जो घर पर कतरनी गाढ़ा तरल पदार्थ के जादू का पता लगाने के लिए उत्सुक हैं, चेतावनी दी गई है: यदि आप YouTubers की तरह "पानी पर चलने" के लिए ऊदबिलाव के साथ एक किडी पूल को भरने के बारे में सोच रहे हैं, तो यह लग रहा है की तुलना में अधिक कठिन है। ब्राउन जानता है - उसने इसे कुछ बार किया है, सिर्फ मनोरंजन के लिए।
"सबसे मुश्किल हिस्सा आपको सामान मिश्रण करने की आवश्यकता है, " वे कहते हैं। "हमें होम डिपो से सीमेंट मिक्सर किराए पर लेना पड़ा।"
