кевлар

Кевлар, вероятно, был бы лучшим выбором в качестве армирующего волокна: он почти такой же прочный по весу и более устойчив к ударам . И чего вы хотите избежать любой ценой, так это перелома, поэтому важна ударопрочность.

Хотя механизм будет почти таким же.

Имплантаты

Абсолютно нет, если только вы не заменяете сразу все кости и связки. Если вы попытаетесь надеть на кости пластины, стержни или что-то в этом роде, то вместо этого сломаются только те места, где они закреплены, а искусственная часть, вероятно, усугубит травму, как если бы вокруг вас двигали тупым ножом. . Далее предполагается, что вы хотите, чтобы тело вырастило улучшения само по себе, но если вы хотите пойти с имплантатами, вы можете изготовить заменители костей, связок и мышц вне тела и имплантировать их, но тело, выращивающее их само по себе, могло бы несколько правдоподобно появились в ходе эволюции . Замена такого количества тела искусственно выращенным материалом требует чрезвычайно высокого технологического уровня .

Как расположить волокна

Если бы тело могло выращивать углеродное волокно, оно использовало бы кости в том виде, в каком они есть сейчас (или из немного другого материала), в качестве матрицы, которая окружает отдельные углеродные волокна и склеивает их вместе. Углеродные волокна могут либо пересекать все поперечное сечение, либо только внешнее кольцо, а по длине кости должны быть прямыми или спиралевидными с различной крутизной в зависимости от того, какая кость и как она обычно нагружена.

Как создать композит костно-волокнистый

Я не уверен, как обычно растут кости, но было бы наиболее правдоподобно вырастить углеродное волокно, как волосы, и с той же скоростью вырастить костный матрикс, окружающий волокна. Вещь, отращивающая углеродные «волосы», должна иметь возможность вращаться, чтобы создавать упомянутые спирали, оптимальные для некоторых нагрузок.

Или, если вы начнете с тонкой кости, то «волосы» должны будут расти вдоль поверхности кости одновременно с новым внешним слоем кости. Это звучит сложнее, но, возможно, можно переместить фолликулы, наращивающие углеродное волокно.

Как восстановиться после перелома

Либо с помощью очень сложного процесса повторного соединения концов каждого разорванного волокна, либо, что более реалистично, путем добавления новых волокон снаружи, чтобы кость стала заметно толще, чем раньше, при той же прочности.

Сухожилия и мышцы

После того, как вы укрепили кости, сухожилия и мышцы также должны быть укреплены, иначе они станут слабым местом. В принципе, это может работать так же, только для гибкого материала, где важна только прочность на растяжение, волокна не связаны между собой матрицей и, таким образом, жестко закреплены, а встроены в гибкий материал (например, в тот же материал, что и в реальных сухожилиях и мышцы).

Почему я думаю, что вы можете просто предположить существование фолликулов, производящих волокна

Итак, в начале я сделал предположение, что тело может вырастить углеродное волокно (если оно может это сделать, то, как и волосы, все остальное сравнительно очень сложно). В промышленности это чрезвычайно энергоемко и использует чрезвычайно высокие температуры. Очевидно, не существует известного организма, который мог бы делать это с разумным количеством энергии при низкой температуре (иначе из него можно было бы получить углеродное волокно), но нет физических или химических причин, по которым такой организм не мог бы существовать. Так что вы можете просто предположить, что, если хотите, и объяснений, которые я дал выше, должно быть достаточно, чтобы объяснить некоторые механизмы читателю, не читая им лекцию по химии и биологии.

Проверка на практике

(ВНИМАНИЕ! Не смотрите на третье изображение, если вы брезгливы.)

Возможно нет. Имплантаты, конечно, вещь, но реалии их размещения внутри тела, по крайней мере, исключат их использование. Кости покрыты слоем ткани, называемой надкостницей. Основной функцией является место жительства остеобластов, которые формируют новую кость. Это не очень прочный слой ткани, поэтому переплетение его с углеродным волокном не принесет особой пользы.

Вы бы хотели на самом деле укрепить саму кость. Углеродное волокно является разумным выбором и уже применяется в хирургии, так что технология надежна. Так что эта часть проходит проверку реальностью . Другими материалами, которые использовались, являются титан и нержавеющая сталь. Представляются два пути, но ни один из них не красив.

Тарелки

Один из них заключается в укреплении предварительно выбранных костей пластинами. Мы уже стабилизируем переломы пластинами. То, что вы хотите сделать, это укрепить кости, чтобы предотвратить переломы.

Стержни

В качестве альтернативы вы можете рассверлить костномозговой канал и ввести металлический стержень внутрь кости.

Подобные пластины и стержни существуют и для запястий, бедер и икр. В принципе, в любом месте на теле, где вы хотите поставить тарелку, вы можете это сделать.

За и против

С положительной стороны, углеродное волокно уже используется в качестве материала для хирургических имплантатов. Первое изображение выше похоже на композитную пластину из углеродного волокна.

С другой стороны, любой, кто подвергается этому лечению, сталкивается с несколькими первоначальными операциями (по крайней мере , от восьми до десяти процедур для покрытия только основных костей) плюс режимы физиотерапии после каждой процедуры.

Если вы хотите также нанести пластины на череп, нижнюю челюсть, грудину и ребра, это можно сделать, но, опять же, очень медленно и с длительным временем восстановления. Вы можете рассчитывать на два-три года процедур, времени восстановления и терапии. Добавьте стоимость процедуры плюс непреднамеренные инциденты (наиболее вероятно заражение, отторжение, проблемы с оборудованием (откручиваются винты), смерть, и я просто не думаю, что вы можете оправдать стоимость с минимальной защитой, которую может предоставить этот вид процесса. ... Сильный удар оружием ближнего боя может сломать или сломать кость, даже если она усилена. Сама пластина может быть повреждена. Фурнитура --- винты --- могут быть выбиты, что приведет к дальнейшим травмам.

Правда, у вас может быть какая-то встроенная стабилизация с такими имплантатами, но вашему солдату все равно придется пройти корректирующие процедуры, даже после относительно легкого боя.

Обоснование

По сути, вы хотите сделать это на нескольких частях тела ваших солдат. НЕ СМОТРИТЕ, ЕСЛИ ТЫ БРЕЗКИЙ!!

Я лично не был бы на борту с этим. Эта часть не проходит проверку реальностью .

Другой вариант

Возможно, вам это не понравится, но поскольку вы хотите увеличить силу своих солдат, просто дайте им доспехи! Легкие углеродные/композитные пластины (для оружия ближнего боя) в сочетании с броней из кевлара могут оказаться лучшим вариантом, чем возиться с хирургией.

Если вы имеете дело с космическими абордажами в далеком будущем, вы уже говорите о науке настолько продвинутой, что стандартная версия научно-фантастической магии, также известная как «нанотехнология», будет работать. Особенно, если вы сделали его квазиреалистичным; нанотехнологическое улучшение костей за счет постепенного наращивания поддерживающего углеродного волокна, но при этом требуется время, чтобы делать это в контролируемых условиях, когда нанотехнологиями можно управлять дистанционно и можно контролировать такие проблемы, как отработанное тепло (о котором обычно забывают, когда речь идет о нанотехнологиях).

Я дам вам вариант, что я сейчас работаю над своей историей.

Есть такое заболевание, как гемохроматоз, которое приводит к повышенному содержанию железа в организме человека. Это бесполезно, из-за этого вы получили серьезные повреждения своего тела, но с некоторой изобретательностью мы можем создать сценарий, в котором это улучшение.

Я, например, заставил свое общество пройти через множество поколений, каждое из которых немного мутировало, и в результате естественного отбора выжило то, что лучше всего подходит для этой среды. Он выжил, потому что в его теле были ферменты, которые связывали железо с углеродом (легко доступным для нас), образуя сплав стали в разных частях тела. Вы бы не страдали от побочных эффектов болезни, потому что все железо в ловушке, и теперь у вас есть супер-тело.

Вы могли бы сделать это с помощью генетических модификаций, поскольку я вижу, что это высокотехнологичная среда, или что-то еще, что вы предпочитаете. Более твердый и вместе с тем гибкий сплав для костей, связок из стальной проволоки и даже какой-то стальной кожи, способной выдерживать слабые удары.