Een militair voertuig dat op een bermbom of mijn rijdt, ondervindt een grote verticale versnelling. Zó groot, dat het vaak schade aan de hersenen van de militairen oplevert. Materiaalkundigen van de University of Maryland presenteren nu een mogelijke oplossing: een laag polyurea tussen het chassis en de vloerplaten van het voertuig. De eerste proeven laten zien dat de versnelling door de bom wel tot 80 % lager wordt dankzij dit dempende materiaal.
Geschat wordt dat tijdens de militaire operaties in Irak en Afghanistan vele duizenden militairen slachtoffer zijn geweest (gelukkig niet allemaal dodelijk) van een landmijn of een bermbom. Daarbij komt het gevaar in de eerste plaats van rondvliegende granaatscherven of glas. Ook de drukgolf die van het explosief af komt, kan hersenschade veroorzaken.
Maar een feit dat lang onderbelicht is gebleven, is dat ook de enorme verticale versnelling (variërend van enkele malen de valversnelling tot wel duizend g) van het voertuig gevaar oplevert voor de hersenen van de militairen in het voertuig.
Hersenschade
‘Een zo heftige verticale versnelling kan synapsen kapotmaken, zenuwen en bloedvaten beschadigen en ontsteking in gebieden van het brein stimuleren’, zegt Gary Fiskum, hoogleraar Anesthesiologie aan de University of Maryland School of Medicine in de Verenigde Staten, in een persbericht. Dit blijkt uit proeven met laboratoriumdieren die Fiskum en collega’s deden. Alles bij elkaar vatten de onderzoekers deze symptomen samen als ‘lichte tot milde hersenschade’. De aanname is dat een plotselinge schok dit ook bij mensen veroorzaakt.
Rubberachtig materiaal
Het is dus zaak om die grote versnelling te verkleinen. Dat doen collega’s van Fiskum van de afdeling Aerospace Engineering van dezelfde universiteit door buisvormige structuren te ontwerpen van het materiaal polyurea. Dit is een zogeheten elastomeer, een rubberachtig materiaal, dat zich laat indrukken en dat na weghalen van de druk weer terugschiet in zijn oorspronkelijke vorm.
Zie deze video voor een demonstratie van de werking van het dempende materiaal:
Krachten verdelen
Het dempende polyurea werd getest in kleine proeven in het lab. Op basis daarvan denken de onderzoekers dat door zo’n dempende laag de versnelling die een passagier van een voertuig ondervindt bij een explosie, met 80 % omlaag kan. De polyurea-structuren verdelen de krachten van de explosie over een groter oppervlak, zodat de versnelling veel lager is.
Het onderzoek is niet alleen van belang voor het leger, maar de dempende laag zou misschien ook in personenauto’s zijn nut kunnen bewijzen. Die rijden weliswaar nooit over explosieven heen, maar komen wel heel af en toe in heftige botsingen terecht.Ook denken de onderzoekers dat het dempende materiaal helmen zou kunnen verbeteren.
Het onderzoeksteam gaat nu eerst een nieuwe test optuigen met een groter model. ‘Levert dit soortgelijke resultaten op, dankunnen we wel stellen dat ook bij echt militaire voertuigen een laag dempend materiaal zal helpen om te beschermen tegen hersenschade’, aldus medeonderzoeker William Fourney in het persbericht.
Openingsbeeld: Een Duits legervoertuig rijdt tijdens een oefening op een bermbom. Bron: Wikimedia
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.