Ученые из Института механики материалов Общества имени Фраунгофера разработали виртуальную модель чистки зубов, которая позволяет определить влияние различных щеток и зубных паст на зубную эмаль. Пресс-релиз опубликован на сайте института.
По словам разработчиков, модель позволяет оценить влияние на чистку зубов таких параметров, как форма и жесткость щетины, вязкость зубной пасты, размер, форма и количество абразивных частиц. Последние являются ключевым компонентом зубных паст, который служит для удаления зубного налета, однако большое количество частиц может привести к повреждению зубной эмали.
Для создания модели ученые применили набор программных инструментов SimPARTIX, который разработан в том же институте и основан на симуляции жидкостей и газов. Для симуляции щетинок разработчики использовали метод конечных элементов, а в моделировании абразивных компонентов — гидродинамику сглаженных частиц.
Для создания конкретной симуляции необходимо указать основные характеристики абразивных частиц, а также свойства зубной эмали. Затем программа моделирует щетину зубной щетки, которая двигается вдоль зубной поверхности и взаимодействует с частицами. Таким образом, симулятор позволяет оценить степень износа зубных тканей при чистке зубов.
Исследователи проверили точность модели с помощью экспериментов, в которых кисть зубной щетки закреплялась в специальном устройстве и с постоянной скоростью терлась об искусственную зубную эмаль. Результаты показали, что моделирование позволяет точно предсказать влияние зубной пасты на зубную эмаль.
В будущем разработчики планируют добавить в модель возможность прогнозирования эффективности зубной пасты в удалении зубного налета. Ученые рассчитывают, что их симуляция сделает испытания стоматологической продукции менее трудоемкими и более дешевыми.
Александр Еникеев
Австрийские физики построили магнитный диод — прибор, который пропускает магнитный поток только в одном направлении. Для этого ученые поместили одну из катушек индуктивности внутрь полого круглого проводника с U-образным сечением и заставили его вращаться. Параллельно исследователи измеряли взаимную индуктивность этой катушки с катушкой, расположенной под основанием проводника. При определенной частоте вращения одна из индуктивностей обращалась в ноль, а другая оставалась конечной, то есть принцип взаимности нарушался. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.