デッドナーはシリコーンベースに添加され、材料の機械的挙動を根本的に変化させ、標準的な弾性ポリマーからリアルな生体模倣材へと変換します。この添加剤がないと、純粋なシリコーンは高い反発特性を持ち、人間の肉の挙動を模倣できません。デッドナーはこの弾性を抑制し、人間の筋肉や脂肪組織の非線形粘弾性特性、特に硬さとエネルギー吸収を再現します。
デッドナーの主な機能は、シリコーンの圧力応答曲線を生体組織のそれに一致するように変更することです。これにより、衝撃試験中に収集された変形データが、保護服や履物の下で人体がどのように反応するかを正確に反映することが保証されます。
組織シミュレーションのメカニズム
粘弾性特性の調整
標準的なシリコーンは本質的に弾性があり、衝撃後に元の形状にすぐに戻ります。しかし、人間の組織は粘弾性であり、粘性（流体のような）と弾性（固体のような）の両方の特性を示します。
硬さと反発の変更
デッドナーは、材料の「跳ね返り」または反発を低減する軟化剤として機能します。特定の割合のデッドナーを添加することで、エンジニアはシリコーンの硬さを正確に調整できます。これにより、模倣材がゴムボールのように振る舞うのを防ぎ、密な筋肉や柔らかい脂肪のように振る舞うようになります。
非線形応答の作成
実際の組織は線形に変形しません。圧縮されると複雑な抵抗曲線を作成します。デッドナーにより、シリコーンはこの非線形圧力応答を模倣できます。この忠実度は、ストレス下で予測可能な振る舞いをする生体模倣変形モデルを作成するために不可欠です。
保護具にとってなぜ重要なのか
正確なエネルギー分散
履物やボディアーマーなどの保護具をテストする場合、下の表面は現実的にエネルギーを吸収する必要があります。模倣材がバウンドしすぎると、エネルギーが保護具に跳ね返り、データが歪みます。
コンポーネントパフォーマンスの評価
保護コンポーネントがどの程度うまく機能するかを検証するには、研究者はそれが体にどのように相互作用するかを見る必要があります。デッドナーにより、模倣材は人間の手足と同じように変形します。これにより、着用者を保護するためにギアが衝撃エネルギーを吸収および分散する方法を正確に評価できます。
精度トレードオフの理解
比率の感度
適切な「組織の感触」を得ることは、単にデッドナーを添加することではありません。正確な比率を達成することです。参照では「特定の割合」が強調されています。これは、デッドナーとベースの関係が敏感であるためです。
不適切な配合のリスク
デッドナーが少なすぎると、材料は依然として弾性が高すぎ、ギアの保護能力に関して誤検知につながります。逆に、混合物が過度にデッド化されると、模倣材が柔らかすぎたり「死んだ」りして、衝撃を正確に測定するために必要な構造的抵抗を提供できなくなります。
テストプロトコルの有効性の確保
保護具テストの信頼性を最大化するには、組織模倣材の精度を優先する必要があります。
- 配合精度の精度が最優先事項の場合：デッドナーの割合が、ターゲット組織（例：筋肉対脂肪）の特定の「圧力応答曲線」に一致するように厳密に校正されていることを確認してください。
- データ解釈の精度が最優先事項の場合：エネルギー分散データを信頼する前に、模倣材の反発特性が生体基準に対して検証されていることを確認してください。
安全データの整合性は、ギア下の材料の生体忠実度に完全に依存します。
概要表：
| 特徴 | 純粋なシリコーンベース | デッドナー入りシリコーン（模倣材） |
|---|---|---|
| 機械的挙動 | 高い弾性 | 粘弾性（生体皮膚模倣） |
| エネルギー応答 | 高い反発/バウンド | 高い吸収/低い跳ね返り |
| 圧力曲線 | 線形応答 | 非線形生体応答 |
| 主な用途 | 一般的な成形/シーリング | 衝撃および保護具テスト |
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参考文献
- Angus Hughes, Matt Carré. Padded rugby clothing to prevent laceration and abrasion injuries from stud raking: a method of assessment. DOI: 10.1007/s12283-022-00369-2
この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .
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