德州农工大学的研究结果可能会改变我们对定向能量和创伤性脑损伤的看法。

与曾经流行的观点相反，微波炉不会致癌。这是一个有几十年历史的担忧，可能会让人想起一个站在微波炉前，透过光线昏暗的门往里看的孩子，却被告知要后退几步，否则他们可能会患上一种无法解释的疾病，甚至更糟——辐射中毒。

由于科学、工程和技术的进步，微波现在被认为是安全、有效和高效的。然而，德克萨斯农工大学最近的研究表明，暴露在某些极高功率的微波和无线电频率下可能会导致大脑内的高压力。

Justin Wilkerson是机械工程系的助理教授，与美国陆军研究实验室和空军研究实验室的研究人员合作，开始研究高能脉冲微波对人体的影响。微波通常用于快速烹饪，它是一种电磁辐射，在电磁光谱上介于无线电和红外光之间。

利用计算模型，该团队的两种模拟方法首先计算出人体三维模型上平面电磁波的特定吸收率(SAR)。SAR值被用来计算整个头部和大脑的温度变化。然后，这些温度的变化被用来确定脑组织在高强度微波的作用下是如何发生物理变化的。

Wilkerson说:“微波加热引起空间变化，迅速的热膨胀，然后引起机械波在大脑中传播，就像池塘里的涟漪。我们发现，如果这些波在大脑中心以正确的方式相互作用，条件是诱发创伤性脑损伤的理想条件。”

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Wilkerson的研究发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上，研究表明，在很短的时间内(微秒)施加一个小的温度升高，就会产生潜在的有害应力波。想象一下，打开一袋爆米花所需的所有微波能量浓缩成百万分之一秒，然后指向大脑。

然而，没有必要担心每天暴露在微波或射频水平下。Wilkerson的研究中包含了比普通人所能接触到的任何能量都大得多的能量。

Wilkerson说:“尽管在工作中所需要的功率密度比大多数现实世界的暴露条件大数量级，但在军事和研究应用中，可以通过发射高功率电磁脉冲的设备来实现。”

Wilkerson和他的团队使用有限元模拟作为他们计算模型的一部分——同样的模型已经被用于预测车祸、足球碰撞甚至战场上的爆炸造成的创伤性脑损伤。通过将其应用于一种新的能量沉积——微波，Wilkerson为更多关于生物机体与电磁场相互作用及其应用的研究打开了大门。

参考文献:“Computational modeling investigation of pulsed high peak power microwaves and the potential for traumatic brain injury” by Amy M. Dagro, Justin W. Wilkerson, Thaddeus P. Thomas, Benjamin T. Kalinosky and Jason A. Payne, 29 October 2021, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.abd8405