Haftreibung vs. dynamische Reibung: Blasenbildung

Was ist Reibung? Es gibt mehr als eine Definition von Reibung. Und dies hat unser Verständnis davon, wie es an der Bildung von Reibungsblasen beteiligt ist, verwirrt.

Das Merriam-Webster-Wörterbuch hat zwei Definitionen von Reibung:

1. der Akt des Reibens einer Sache gegen eine andere
2. die Kraft, die einer relativen Bewegung zwischen zwei in Kontakt stehenden Körpern widersteht

Um zu verstehen, wie Reibung Blasen verursacht, ist die zweite Definition erforderlich. Und in diesem Artikel werden wir noch ein bisschen spezifischer werden. Die Beteiligung von Reibung an Reibungsblasen ist leichter zu verstehen, wenn Sie über statische und dynamische Reibung sprechen.

Haftreibung vs dynamische Reibung

Haftreibung ist Reibung, die zwischen zwei Körpern in Kontakt miteinander auftritt, während sie in Ruhe sind. Es ist Reibung, die verhindert, dass sich ein Objekt bewegt, während es still ist.

Dynamische (oder kinetische) Reibung ist Reibung, die der Bewegung eines bereits in Bewegung befindlichen Körpers entgegenwirkt. Es ist Reibung, die ein Objekt verlangsamt oder daran hindert, sich zu bewegen.

Wie verursacht Reibung Blasen?

Haftreibung verursacht Blasen, weil sie zu mehr Scherung führt als dynamische Reibung. Sich den Fuß als wackelige Box vorzustellen, hilft zu erklären:

Die wobbly box und die Wirkung der Reibung

Schau dir diese wackelige Kiste an. Die Bewegungskraft oben (roter Pfeil) kommt von den Knochen, wenn sie sich hin und her bewegen. Und die Reibungskraft hält den Boden der Box unten stationär – in einem Zustand der Haftreibung. Alles zwischen oben und unten wird gedehnt und verzerrt. Das ist Shear. Blasen sind eine Verletzung von sich wiederholenden Scherverzerrungen.

Um Blasen zu stoppen, können wir entweder etwas an der Oberseite der wackeligen Box tun – das heißt, die Knochenbewegung reduzieren. Oder wir können etwas am Boden der wackeligen Box tun – Reibung reduzieren –, um sie rutschiger zu machen. .

Haftreibung verursacht Blasen

Ein Zustand der Haftreibung ist genau das, was wir mit der Wobbly Box sehen. Es gibt eine Bewegungskraft an der Spitze, aber keine Bewegung an der Unterseite. In der Mitte tritt viel Scherung auf.

Nun, wenn sich diese wackelige Box unten bewegen würde (weil die Bewegungskraft oben die Reibungskraft unten überstieg), würde man das einen Zustand dynamischer Reibung nennen. Macht Sinn – statisch bedeutet still, dynamisch bedeutet Bewegung.

Hier ist etwas, was Sie wahrscheinlich schon wissen, ohne es zu merken. Haben Sie jemals versucht, eine schwere Kiste über den Boden zu schieben, und festgestellt, dass große Anstrengungen erforderlich sind, um sie in Bewegung zu bringen … aber sobald Sie sie in Gang gebracht haben, ist es einfacher, sie in Bewegung zu halten? Das liegt daran, dass die Kraft, die Sie benötigen, damit sich die Box von der Haftreibung löst, HÖHER ist als die, die erforderlich ist, um sie in einem Zustand der dynamischen Reibung zu halten.

Schauen Sie sich die folgende Tabelle an. Unabhängig von der Materialkombination ist der statische COF immer höher als der dynamische (auch kinetische) COF (außer Teflon auf Teflon, das gleich ist).

Die statischen und dynamischen Reibungswerte einiger gängiger Materialien. Diese Werte sind Näherungswerte. Referenz: http://ffden-2.phys.uaf.edu/211_fall2002.web.dir/ben_townsend/staticandkineticfriction.htm

Wenden wir dies auf Reibungsblasen an

Dies hat eine besondere Bedeutung bei der Beschreibung der Ursache und Vorbeugung von Blasen. Denn wenn die Haftreibung hoch und verlängert ist, wird es mehr Scherung geben. Die wackelige Box wird sich weiter dehnen und verzerren müssen. Wenn wir über Fußblasen sprechen, bedeutet das in den Hautschichten.

Unten ist eine Darstellung, wie sich die Scherung entwickelt (A). Sehen Sie, wie es auf ein Maximum zu dem, was wir die Scherspitze nennen, ansteigt. Scherung baut und baut, während es einen Zustand der Haftreibung gibt. Jetzt sehen Sie den dynamischen Abschnitt – sobald es Bewegung gibt, reduziert sich die Scherung sofort! Blasen bilden sich also, wenn ein längerer Zustand der Haftreibung vorliegt – je länger zwei Oberflächen aneinander haften bleiben, desto höher wird die Scherung sein. Und Blasen werden verhindert, wenn ein Zustand der dynamischen Reibung früher auftritt (B) – denn das gibt uns eine frühere und damit niedrigere Scherspitze.

(A) Verlängerter Zustand statischer Fiktion

(B) Ein früherer Beginn der dynamischen Reibung verursacht einen niedrigeren Scherpeak

Sie müssen denken …

“Moment mal, ich dachte, Reiben verursacht Blasen? Du sagst mir, dass ich Blasen stoppen kann, wenn ich das Reiben in meinen Schuhen weitergehen lasse?”

Dieses allgemeine Missverständnis ist weit verbreitet und verständlich. Weil es sich um die erste Definition von Reibung handelt, die zu Beginn dieses Artikels erwähnt wurde (diese Reibung ist das Reiben einer Sache an einer anderen). Reiben verursacht keine Blasen.

Reiben verursacht keine Reibungsblasen

In der Tat ist die Förderung des Reibens die Prämisse der meisten Blasenpräventionsstrategien.

Es ist nicht die dynamische Reibung (Reibung), die die höchste Scherung verursacht. Es ist die Haftreibung (vor dem Reiben), die dazu führt, dass sie am höchsten ist und mit größerer Wahrscheinlichkeit blasenverursachende Werte erreicht. Das heißt jedoch nicht, dass Reiben die Haut nicht schädigt. Es hängt alles vom Reibungsgrad ab. Lassen Sie mich erklären:

• Wenn der COF zwischen der Haut und der Socke hoch ist, wenn ein Zustand dynamischer Reibung vorliegt, wird diese Relativbewegung für die Haut abrasiv sein. Hautzellen werden von oben abgerieben. Wenn das so weitergeht, wirst du mit einer roten rohen Wunde enden, die als Abrieb bezeichnet wird (Scheuern an anderen Stellen des Körpers). Oder wenn Sie bereits eine Blase dort haben, wird diese abrasive Bewegung leicht reißen und Ihre zerbrechliche Blase lösen, und Sie werden mit einer roten rohen Wunde an Ihrem Fuß zurückbleiben. Der dynamische Teil des Prozesses war jedoch nicht für die Bildung des Blisters verantwortlich. Es war schon da wegen der Scherung, die aus der Haftreibung resultierte.
• Wenn Sie die gleiche Menge an Bewegung zwischen der Haut und der Socke hatten, aber diesmal der COF niedrig ist, wird das nicht so abrasiv für die Haut sein. Es ist weniger wahrscheinlich, dass Sie einen Abrieb des Blisterdachs erleiden.

Dies ist der Schlüssel zu Ihrem Verständnis von Reibungsblasen!

Diese Unterscheidung zwischen statischer und dynamischer Reibung sowie hoher und niedriger COF ist wichtig, da die Wirkung jeweils unterschiedlich ist. Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung der Skin-Sock-Permutationen und der daraus resultierenden Auswirkungen auf die Haut:

• Haftreibungszustand + hoher COF = Blasenbildung
• Haftreibungszustand + hoher COF = Verletzung durch Abrieb (Scheuern)
• Haftreibungszustand + niedriger COF = Verhinderung von Blasen
• Haftreibungszustand + niedriger COF = keine Gefahr von Hautverletzungen

Das Obige bezieht sich auf die Haut -einfache Schnittstelle. Es ist ähnlich an der Schuh-Socke-Schnittstelle, dass:

• Ein niedriger COF sorgt für eine frühzeitige Relativbewegung zwischen Schuh und Socke, um die Scherung zu minimieren, dh: Blasenverhinderung
• Der Unterschied besteht darin, dass keine Abriebgefahr besteht. Denn in diesem Fall liegt der Zustand der dynamischen Reibung zwischen Haut und Socke. Die Socke bleibt auf der Haut haften und schützt sie so.

Reduzierung der Scherspitze

Bei Blasen werden die im Spiel befindlichen Reibungskräfte technisch mit “Trockenreibung” beschrieben. Dies bedeutet nur, wo zwei Objekte miteinander in Kontakt stehen. Die Trockenreibung wird in “Haftreibung” und “dynamische Reibung” unterteilt.

Dieses Konzept eignet sich hervorragend, um zu beschreiben, wie die Scherung ihr Maximum erreicht (Peakscherung). Und wie dieses Maximum Blasen verursachen könnte. Es zeigt sogar, was Sie tun müssen, um Blasen erfolgreich zu verhindern.

Wenn die maximale Scherung Blasen verursacht

Bei übermäßiger und sich wiederholender Scherung bilden sich Blasen. Vermutlich gibt es eine Schwelle, ab der die Scherung blasenverursachend wird. Diese Schwelle wird für jeden Einzelnen unterschiedlich sein. Wir haben kein Maß dafür, obwohl wir wissen, dass es so etwas wie Blasenanfälligkeit gibt.

Ein Zustand statischer oder kinetischer Reibung?

Stellen Sie sich eine wackelige Schachtel vor, die auf einem Tisch sitzt (sagen wir, sie besteht aus Gelee). Wenn Sie die wackelige Box drücken, um zu versuchen, sie über den Tisch zu schieben, führt eine geringe Kraft zu keiner Bewegung über den Tisch. Das liegt daran, dass die Reibungskraft zwischen dem Boden der Geleebox und dem Tisch höher ist als die Druckkraft. Dies ist ein Zustand der Haftreibung. Drücken Sie härter und die Geleebox beginnt über den Tisch zu gleiten (ja, dies ist ein sehr dickes und robustes Gelee). Dies ist ein Zustand der dynamischen Reibung. Diese beiden Zustände beschreiben, was zwischen der Box und der Tabelle passiert.

Bevor nun die wackelige Jelly Box gleitet, bewirkt der Druck, dass sie sich verzerrt. Diese Verzerrung ist Scherung und Scherung verursacht Blasen. Die Scherung nimmt immer mehr zu, bis der Boden der Box ‘freibricht’ und gleitet. Was als nächstes passiert, hat eine besondere Relevanz für die Blasenprävention. Sie sehen, sobald die Box “bricht frei” und Folien, Forschung zeigt, dass sofort weniger wird – siehe unten.

Statische Reibung vs dynamische Reibung

Schauen Sie sich die statischen und dynamischen Bereiche dieses Diagramms an. Nun schau, wo die Schere am höchsten ist. Es ist am Ende des statischen Bereichs, kurz bevor es rutscht. Der wichtige Punkt hier ist dies: Ein Zustand der Haftreibung führt zur Scherspitze (Naylor, 1955). Wenn die Haftreibung länger anhält, ist es wahrscheinlicher, dass die Scherung über der Blisterschwelle liegt. Umgekehrt reduziert ein Zustand dynamischer Reibung die Scherung. Je früher die Rutsche, desto wahrscheinlicher wird die Scherung unterhalb der Blasenschwelle ihren Höhepunkt erreichen. INTERESSANT!

Ein längerer Zustand der Haftreibung führt zu einem höheren Scherpeak

Blasenprävention und Scherspitzen

Bei der Blasenprävention geht es darum, die Amplitude der Scherspitzen so zu reduzieren, dass sie unter die Blasenschwelle fallen. Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, die Reibung zu reduzieren. Das heißt, um den Reibungskoeffizienten (COF) zu reduzieren und ihn rutschiger zu machen. Zurück zur Analogie der wackeligen Box, Dies bedeutet, dass es zwischen dem Tisch und der Box rutschiger wird. Wenn ein Druck ausgeübt wird, gleitet die Box früher und die Scherspitze ist niedriger (siehe unten).

Scherspitzen unterhalb der Blisterschwelle aufgrund früher einsetzender dynamischer Reibung.

Je früher der Schlitten, desto niedriger die Scherspitze. Dies ist genau der Effekt, wenn Sie Gleitmittel, ENGO-Pflaster, feuchtigkeitstransportierende Socken und andere reibungsreduzierende Strategien zur Verhinderung von Blasen verwenden.

Durch die Reduzierung der Reibung fördern Sie eine frühe Folie

Lassen Sie uns klarstellen, was wir durch die Reduzierung der Reibung zur Blasenprävention erreichen wollen. Durch die Reduzierung der Reibung fördern Sie frühere Gleitbewegungen. Das ist es, was Sie zu erreichen hoffen. Dies könnte anders sein, als Sie es sich zuvor vorgestellt haben. Durch die Verringerung der Reibung fördern Sie jedoch ein früheres Gleiten zwischen zwei Oberflächen.

Die Aufrechterhaltung eines Haftreibungszustandes (den Fuß ruhig im Schuh halten) ist nicht das übergeordnete Ziel der Blasenprävention. Und es ist sicherlich nicht das, was Sie erreichen wollen, indem Sie die Reibung reduzieren. In der Tat ist das Gegenteil der Fall. Scherverletzungen werden vermieden, indem ein frühes Gleiten ermöglicht wird. Die Art der Folie ist jedoch kritisch . Dies unterscheidet eine durchschnittliche Blasenpräventionsstrategie von einer hervorragenden.

PS: Das Konzept der statischen und dynamischen Reibung wird seit Naylors früher Blasenforschung im Jahr 1955 zur Beschreibung der Blasenkausalität verwendet. Es ist nichts Neues! Sehen Sie hier, wie weit die Forschung zurückreicht.