Qu'est-ce qui cause les commotions cérébrales? S'agit-il d'un impact direct en translation ou en rotation ? C'est l'un des domaines de recherche actuellement explorés par le laboratoire de Qianhong Wu à l'Université de Villanova.

Notre cerveau est constitué de matière molle baignée de liquide céphalo-rachidien aqueux (LCR) à l'intérieur d'un crâne dur. Un impact sur le crâne dur est transmis à travers la fine couche de LCR dans l'espace sous-arachnoïdien à la matière cérébrale molle.

Dans Physique des fluides , Wu et ses co-auteurs Ji Lang et Rungun Nathan décrivent l'étude d'un autre système avec les mêmes caractéristiques, un œuf, pour chercher des réponses. Un œuf ressemble au cerveau, parce que son jaune mou est baigné dans un blanc d'œuf liquide à l'intérieur d'une coquille dure.

Considérant que dans la plupart des traumatismes crâniens, le crâne ne se brise pas, Wu voulait savoir s'il était possible de casser ou de déformer le jaune d'œuf sans casser la coquille.

Les chercheurs ont fait une expérience simple en utilisant un brouilleur d'œufs, d'où ils ont pu voir que la force de rotation peut facilement casser le jaune d'œuf et le faire se mélanger avec le blanc d'œuf.

En termes de concepts de base derrière ce travail, une capsule molle (matière molle liée à la membrane) baigne dans un liquide contenu. La capsule a une membrane imperméable, séparer le liquide à l'intérieur de la capsule de l'extérieur.

Deux types de chocs peuvent être imposés au conteneur extérieur. Un impact translationnel est un impact qui frappe directement le conteneur, tandis qu'un impact de rotation se produit lorsque le conteneur extérieur est en rotation accélérée ou décélérée. Ce dernier se pose naturellement dans les sports lorsque les casques ne sont pas ronds. Envisager, par exemple, la paire de crêtes de renforcement derrière de nombreux modèles de casques de hockey sur glace.