Naukowcy z University of Colorado Boulder i Sandia National Laboratory opracowali rewolucyjnymateriał amortyzujący, co jest przełomowym osiągnięciem, które może zmienić bezpieczeństwo produktów, od sprzętu sportowego po środki transportu.
Ten nowo opracowany materiał amortyzujący jest w stanie wytrzymać znaczne uderzenia i wkrótce będzie mógł być stosowany w sprzęcie piłkarskim, kaskach rowerowych, a nawet w opakowaniach do ochrony delikatnych przedmiotów w czasie transportu.
Wyobraź sobie, że ten materiał amortyzujący nie tylko amortyzuje uderzenia, ale także pochłania więcej siły poprzez zmianę kształtu i działa w ten sposób bardziej inteligentnie.
Właśnie to osiągnął ten zespół. Ich badania zostały szczegółowo opublikowane w czasopiśmie naukowym „Advanced Material Technology”, gdzie analizowano, jak możemy przewyższyć wydajność tradycyjnych materiałów piankowych. Tradycyjne materiały piankowe zachowują się dobrze, zanim zostaną zbyt mocno ściśnięte.
Pianka jest wszędzie. Jest obecna w poduszkach, na których odpoczywamy, w kaskach, które nosimy, i w opakowaniach, które zapewniają bezpieczeństwo produktów kupowanych online. Jednak pianka ma również swoje ograniczenia. Zbyt mocne ściśnięcie sprawia, że przestaje być miękka i elastyczna, a jej zdolność do pochłaniania uderzeń stopniowo maleje.
Naukowcy z University of Colorado Boulder i Sandia National Laboratory przeprowadzili dogłębne badania nad strukturą materiałów amortyzujących i zaproponowali projekt, który jest powiązany nie tylko z samym materiałem, ale także z jego rozmieszczeniem za pomocą algorytmów komputerowych. Ten materiał amortyzujący może absorbować około sześć razy więcej energii niż standardowa pianka i o 25% więcej energii niż inne wiodące technologie.
Sekret tkwi w geometrycznym kształcie materiału amortyzującego. Zasada działania tradycyjnych materiałów tłumiących polega na ściskaniu wszystkich małych przestrzeni w piance, aby pochłaniać energię. Naukowcy wykorzystalimateriał z termoplastycznego elastomeru poliuretanowegoW druku 3D, tworząc strukturę przypominającą plaster miodu, która zapada się w kontrolowany sposób pod wpływem uderzenia, skuteczniej pochłaniając energię. Zespół chce jednak czegoś bardziej uniwersalnego, zdolnego do radzenia sobie z różnymi rodzajami uderzeń z tą samą wydajnością.
Aby to osiągnąć, zaczęli od konstrukcji o strukturze plastra miodu, ale później dodali specjalne modyfikacje – małe węzły przypominające miechy akordeonowe. Węzły te mają kontrolować sposób, w jaki struktura plastra miodu zapada się pod wpływem siły, umożliwiając jej płynne pochłanianie drgań generowanych przez różne uderzenia, zarówno szybkie i silne, jak i wolne i delikatne.
To nie tylko teoria. Zespół badawczy przetestował swój projekt w laboratorium, ściskając innowacyjny materiał amortyzujący pod potężnymi maszynami, aby zademonstrować jego skuteczność. Co ważniejsze, ten zaawansowany technologicznie materiał amortyzujący można produkować za pomocą komercyjnych drukarek 3D, dzięki czemu nadaje się do szerokiego zakresu zastosowań.
Wpływ narodzin tego amortyzującego materiału jest ogromny. Dla sportowców oznacza to potencjalnie bezpieczniejszy sprzęt, który może zmniejszyć ryzyko kolizji i urazów w wyniku upadku. Dla zwykłych ludzi oznacza to, że kaski rowerowe mogą zapewnić lepszą ochronę w razie wypadku. W szerszym kontekście technologia ta może udoskonalić wszystko, od barier bezpieczeństwa na autostradach po metody pakowania stosowane do transportu delikatnych towarów.
Czas publikacji: 04.09.2024