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El material de cambio de color podría usarse para señalar lesiones cerebrales traumáticas
El trauma en la cabeza puede causar daño cerebral que tiene serias implicaciones para la salud a largo plazo, pero puede ser difícil notar tales lesiones cuando ocurren. Para resolver este problema, un equipo de investigadores ha desarrollado un material que cambia a diferentes colores según la fuerza con que se golpee.
Las lesiones en la cabeza pueden ocurrir durante el deporte, pero a menudo es difícil determinar la magnitud del daño causado al cerebro.
Esperan usar este material en protectores para la cabeza, protegiendo a personas como soldados y jugadores deportivos, proporcionando una indicación de cuándo un impacto podría causar daños graves.
El equipo, de la Universidad de Pensilvania, presentará su descubrimiento en el 250º Encuentro Nacional y Exposición de la American Chemical Society.
Los traumas en la cabeza, como los causados ??por las explosiones de bombas en el campo de batalla y los abordajes pesados ??en el campo de juego, han sido identificados como causantes de varios problemas de salud a largo plazo, como la demencia y la pérdida de memoria.
Desafortunadamente, puede ser difícil comprender de inmediato el alcance de las lesiones en la cabeza, lo que hace que muchos soldados y atletas continúen participando en actividades que los ponen en mayor riesgo.
La solución de los investigadores a este problema fue desarrollar un material que respondiera a ciertos grados de fuerza cambiando el color, dando un indicador visual de la magnitud del daño que se había hecho.
"Si la fuerza era lo suficientemente grande, y usted podría decir eso fácilmente, entonces podría buscar inmediatamente atención médica", afirma el coautor del estudio e investigador postdoctoral Shu Yang.
El equipo comenzó utilizando un proceso llamado litografía holográfica para desarrollar cristales cuyas estructuras les dieron colores específicos. Cuando se aplicó la fuerza, sus estructuras internas se alteraron y, posteriormente, su color cambió.
Dichos cristales eran livianos y no requerían potencia para funcionar, lo que los hacía adecuados para su uso en equipos de protección. Sin embargo, el costo involucrado en la fabricación de los cristales fue alto, lo que los hizo inadecuados para la producción en masa.
El material cambia a diferentes colores dependiendo de cuánta fuerza se aplica
Como alternativa, el equipo optó por usar polímeros autoensamblables, cadenas de moléculas que se conectan bajo ciertas condiciones para formar cristales con colores específicos. De nuevo, cuando la fuerza aplicada altera la estructura interna de estos cristales, el resultado es un cambio de color.
Datos rápidos sobre la lesión cerebral traumática- La conmoción cerebral se puede definir como una lesión en el cerebro como resultado de un golpe o sacudida violenta
- La lesión cerebral traumática contribuye a alrededor del 30% de todas las muertes por lesiones en los EE. UU.
- En 2010, alrededor de 2,5 millones de visitas al departamento de emergencias, hospitalizaciones o muertes se asociaron con lesiones cerebrales traumáticas.
Aprenda más sobre la lesión cerebral traumática
"La película puede mostrar el cambio de color según la cantidad y la rapidez con que se aplica la fuerza", explica el coautor Younghyun Cho.
La aplicación de una fuerza de 30 milinewtons (mN) al material, equivalente a un automóvil al chocar contra una pared de ladrillo a 80 millas por hora, transformó el color de los cristales de rojo a verde. En comparación, una fuerza de 90 mN, equivalente a un camión que choca contra una pared de ladrillos, hizo que los cristales cambiaran de rojo a púrpura.
Yang dice que las fuerzas que alteran el color del material van desde una explosión de bomba hasta un impacto que causa conmoción en un campo de deportes.
Si bien estos resultados iniciales son alentadores, aún queda trabajo por hacer. Yang planea desarrollar aún más los materiales a disposición del equipo para que puedan identificar qué tan rápido se ha aplicado una fuerza específica. Es importante saber la velocidad del impacto, ya que afecta la magnitud del daño infligido al cerebro.
Cho cree que la tecnología podría estar lista para usarse en cascos deportivos y cascos militares en los próximos años.
Previamente, Noticias médicas hoy informó sobre un estudio publicado en JAMA Neurología que evaluó la asociación entre la conmoción cerebral y el deterioro cerebral a largo plazo en jugadores retirados de la Liga Nacional de Fútbol (NFL).
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