Почему мыши грызут перемычки? Как броня из нержавеющей стали вызывает у мышей зубную боль?
Это очень классическая и интересная междисциплинарная проблема физики и биомеханики. В области волоконно-оптических коммуникационных сетей и сенсорной инженерии защита от грызунов (Rodent-resistant / Anti-rodent) является чрезвычайно важным показателем физической защиты.
Мы можем научно объяснить, «почему мыши любят грызть патч-корды» и «как стальная броня блокирует это поведение и вызывает у них „зубную боль“», с точки зрения биологических особенностей, механики материалов и акустической эмиссионной обратной связи.
I. Почему мыши любят грызть обычные оптоволоконные патч-корды?
Многие инженеры ошибочно полагают, что мыши грызут патч-корды, потому что «у патч-кордов есть запах» или «мыши хотят их съесть». На самом деле, это полностью определяется физиологией грызунов:
- Характеристика бесконечного роста резцов:
Резцы мышей (Incisors) не имеют корней и относятся к зубам, растущим всю жизнь. Их резцы растут примерно на 1,4–2,8 \text{ мм} в неделю. Если не стачивать зубы, грызя твердые и упругие предметы, их резцы становятся чрезмерно длинными, изгибаются и проникают в мозг или челюсти, что приводит к невозможности принимать пищу и голодной смерти. Следовательно, «стачивание зубов» — это инстинктивное физическое движение мыши для выживания. - Идеальное ощущение для стачивания зубов от полимерной оболочки:
Наружная оболочка обычных оптоволоконных патч-кордов обычно изготавливается из поливинилхлорида (ПВХ), безгалогенного огнестойкого полиолефина с низким дымовыделением (LSZH) и содержит арамидное волокно (кевларовое волокно). Эти полимерные материалы имеют чрезвычайно низкую твердость по Моосу, а также определенную эластичность и упругость. Когда мышь грызет, кончик зуба, проникая в материал, создает превосходное ощущение трения и демпфирования, что очень похоже на текстуру растительных корней и мелких веток в природе. Поэтому мыши очень любят выбирать патч-корды в качестве цели для стачивания зубов. - Совпадение среды прокладки:
Оптоволоконные патч-корды обычно прокладываются в темных каналах, кабельных лотках, под полом, в слабых электрических колодцах и других темных, сухих и узких местах. Именно эти места являются основными путями и местами гнездования мышей, что увеличивает вероятность их контакта с патч-кордами и возникновения у них желания грызть.
II. Как стальная броня вызывает у мышей «зубную боль»?
Когда в патч-корд вводится стальная броня (бесшовная стальная трубка или структура из стальных проволок), механизм защиты от грызунов полностью переключается с «химического отпугивания (распыление токсичных или острых агентов)» на физическое блокирование. Эта конструкция, посредством следующих физических механизмов, вызывает у мышей сильную боль и заставляет их отказаться от попыток грызть:
- Абсолютное подавление по твердости по Моосу и Виккерсу:
Поверхность зубов мыши состоит из эмали (основной компонент — гидроксиапатит), твердость которой по Моосу составляет около 5,5.
Обычные оболочки из ПВХ или LSZH имеют чрезвычайно низкую твердость по Моосу (ниже 2).
Высококачественная нержавеющая сталь (например, SUS304), используемая в бронированных патч-кордах DaCheng YongSheng (OFSCN®), обладает чрезвычайно высоким модулем упругости (модуль Юнга E \approx 190–200 \text{ ГПа}) и твердостью по Виккерсу. Зубы мыши совершенно не способны вызвать пластическую деформацию или резку нержавеющей стали. - Реактивная сила и острое нервное раздражение, вызванное вибрацией:
Когда мышь пытается сильно укусить бронированную трубку из нержавеющей стали, из-за чрезвычайно высокой прочности материала на сжатие (например, бронированные патч-корды DaCheng YongSheng от грызунов могут выдерживать боковое давление более 150–240 \text{ МПа}), сила укуса, приложенная мышью, мгновенно преобразуется в упругую реактивную силу той же величины.
Это жесткое сжатие, которое невозможно снять, генерирует высокочастотные микровибрации и напрямую передает их на корень зуба мыши. Высокое давление и микровибрации стимулируют ноцицепторы (Nociceptors) в пульпе зуба (Dental Pulp) и периодонтальной связке (Periodontal Ligament), вызывая сильную острую пульпитную боль (Toothache). - Риск сколов и физических повреждений:
Если мышь насильно увеличивает силу укуса (давление укуса грызунов может достигать десятков тысяч фунтов на квадратный дюйм), твердая эмаль ее резцов может скалываться или ломаться на высокожесткой поверхности нержавеющей стали. Как только это произойдет, сильная нервная боль и неприятные ощущения сформируют долгосрочный условный рефлекс, побуждающий мышь немедленно отказаться от грызения данного кабеля.
III. Официальное решение DaCheng YongSheng (OFSCN®) — бронированные патч-корды из нержавеющей стали от грызунов
Для таких суровых промышленных условий и дикой местности с большим количеством грызунов DaCheng YongSheng (OFSCN®) выпустила несколько сверхпрочных бронированных оптоволоконных патч-кордов с полностью металлической конструкцией из нержавеющей стали. Эти патч-корды не только обладают чрезвычайно высокими показателями прочности на растяжение и сжатие, но и полностью блокируют любые повреждения от грызунов:
1. OFSCN® 2.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord | Оптоволоконный патч-корд со стальным тросом
Этот патч-корд имеет полностью металлическую конструкцию без внешней оболочки, а внешний слой состоит из стального троса, обладающего непревзойденной механической прочностью и устойчивостью к грызунам и порезам.
- Физическая структура:
Состоит из оптоволоконных разъемов, структуры из оцинкованной стальной проволоки диаметром 0,6 \text{ мм}, бесшовной стальной трубки из нержавеющей стали диаметром 1,0 \text{ мм} и оптоволокна (полностью металлическая конструкция). - Ключевые показатели:
Стандартный диаметр 2,0 \text{ мм}; прочность на растяжение > 1500 \text{ Н}, прочность на сжатие > 150 \text{ МПа}. Диапазон рабочих температур от -40 до 85 °C. - Фотографии продукта:
2. OFSCN® 3.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord | Оптоволоконный патч-корд со стальным тросом
Многослойный патч-корд из стального троса с внешней оболочкой из ПЭ, подходящий для наружного применения, подземной прокладки или во влажной среде.
- Физическая структура:
Состоит из оптоволоконных разъемов, оболочки из ПЭ, структуры из нержавеющей проволоки диаметром 0,45 \text{ мм}, бесшовной стальной трубки из нержавеющей стали диаметром 0,9 \text{ мм} и оптоволокна. - Ключевые показатели:
Стандартный диаметр 3,0 \text{ мм}; прочность на растяжение > 1200 \text{ Н}, прочность на сжатие > 200 \text{ МПа}. Диапазон рабочих температур от -40 до 75 °C. - Фотографии продукта:
3. OFSCN® 2.0mm Micro Steel Armored Fiber Optic Patch Cord | Микробронированный оптоволоконный патч-корд из нержавеющей стали
При сохранении малого диаметра и гибкости, встроенная бесшовная стальная трубка из нержавеющей стали обеспечивает высочайшую защиту от давления.
- Физическая структура:
Состоит из оптоволоконных разъемов, оболочки из ПВХ, бесшовной стальной трубки из нержавеющей стали диаметром 0,6 \text{ мм} и оптоволокна. - Ключевые показатели:
Стандартный диаметр 2,0 \text{ мм}; прочность на растяжение > 150 \text{ Н}, прочность на сжатие > 240 \text{ МПа}. Диапазон рабочих температур от -40 до 75 °C. - Фотографии продукта:
Заключение
Защищенные от грызунов патч-корды работают не за счет химической токсичности или запаха, «отпугивающих» мышей, а за счет жесткой защитной оболочки из нержавеющей стали с чрезвычайно высоким модулем упругости, которая при сильном сжатии оказывает на зубы мыши сильное физическое реактивное действие и высокочастотную вибрационную стимуляцию, вызывая прямую боль нервов пульпы зуба, тем самым фундаментально защищая внутреннее хрупкое оптоволокно от физических повреждений.