Почему тело двигается строго определённым образом, можно ли обмануть природу и сделать по-другому? Как с помощью композитных материалов оптимизировать привычные вещи, например, протез? Получить ответы на эти и другие вопросы смогли 28 ноября гости Информационного центра по атомной энергии (ИЦАЭ) Челябинска на «ИЦАЭ OPEN. Человек как механизм».

Открыл мероприятие полюбившийся южноуральцам «Сопромат для чайников». Его провела Анастасия Игнатова, кандидат технических наук, доцент кафедры технической механики Южно-Уральского государственного университета, инженер центра прикладных исследований и разработки новых конструкционных материалов ЮУрГУ. Вместе с экспертом гости создавали трость из подручных материалов, а потом проверяли её на устойчивость, прочность и лёгкость. В испытании также учитывалась оригинальность дизайнерской задумки и соответствие росту одного из двух испытуемых — 175 и 165 сантиметров.

Суставы, мышцы и кости человека — сложная и завораживающая система. Можно ли её сравнить с механизмом, что делать, если этот механизм ломается, и как современным врачам помогают композиты? Что об этом думают материаловед, травматолог и физиолог, узнали зрители научно-популярного ток-шоу «Разберём на атомы». Три эксперта, представляющих разные области знаний, помогли гостям ИЦАЭ взглянуть на понятие «движение» под разными углами и составить о нём целостное представление.

Спикерами ток-шоу стали:

— Сергей Сапожников, доктор технических наук, главный научный сотрудник, профессор кафедры «Техническая механика» Южно-Уральского государственного университета, главный научный сотрудник Управления научной и инновационной деятельности ЮУрГУ, ведущий научный сотрудник научно-производственного центра «Промышленная автоматика» ЮУрГУ;

— Михаил Купитман, кандидат медицинских наук, член Российской ассоциации хирургии стопы и голеностопного сустава RUS FAS, заведующий травматологическим отделением Городской клинической больницы №6 г. Челябинска;

— Виталий Епишев, кандидат биологических наук, директор научно-исследовательского центра спортивной науки ЮУрГУ.

Главный вопрос этого ток-шоу — насколько человек похож на механизм? Виталий Епишев рассказал про принцип тенсегрити (от сочетания английских tension и structural integrity). Изначально «напряжённосвязанное» использовалось в архитектуре, позднее остеопат Уильям Сатерленд и мануальный терапевт Томас Майерс перенесли этот принцип на биомеханику человека. Суть осталась той же: если в цепи есть слабое звено, то ослабляется вся линия. То есть, если часть цепи укорочена (возник постуральный дисбаланс мышц), напряжение создаётся по всей линии. Далее тело перераспределяет нагрузку: например, сдвигает таз назад или переносит вес тела по стопе. Что, конечно же, к здоровому функционированию организма не имеет отношения.

«Можем ли мы всё объяснить только механикой?», — продолжил ток-шоу вопросом травматолог Михаил Купитман. По словам эксперта, успешное выздоровление пациента — результат не только профессионально выполненной операции, но и последовательной реабилитации. Хотя медицина и сильно шагнула вперёд: к примеру, применяются бионические, механические и интрамедуллярные протезы. Стержень в последних позволяет устанавливать протез без повреждения кости, она быстро врастает в имплант и заживление происходит значительно быстрее.

Из каких материалов сделать протез? Ведь здесь, как подчеркнул Сергей Сапожников, «важнейшим качеством является низкий удельный вес при заданной жёсткости и прочности». Иными словами, для проектирования нужно знать нагрузки. Сейчас среди материалов для протезов используются сталь, лёгкие сплавы, полимеры и композиты (стекло- и углепластики). Эксперт также продемонстрировал, как создавался протез стопы: от разработки 3D-модели, учёта картины перемещений до физического экземпляра.

Отвечая на главный вопрос вечера, зал сошёлся во мнении, что если человек и механизм, то очень сложный.

«ИЦАЭ OPEN» — проект сети ИЦАЭ. Еженедельно в 19 регионах страны Информационные центры становятся открытыми площадками, на которых любители интеллектуального досуга могут пообщаться с учёными, сыграть в интеллектуальные и настольные игры, стать зрителями научно-популярных ток-шоу и участниками мастер-классов.