Naukowcy z University of Colorado Boulder i Sandia National Laboratory opracowali rewolucyjne rozwiązaniemateriał amortyzujący, co stanowi przełomowe osiągnięcie, które może zmienić bezpieczeństwo produktów, od sprzętu sportowego po transport.
Ten nowo zaprojektowany materiał amortyzujący jest w stanie wytrzymać znaczne uderzenia i wkrótce może zostać zintegrowany ze sprzętem piłkarskim, kaskami rowerowymi, a nawet wykorzystany w opakowaniach do ochrony delikatnych przedmiotów podczas transportu.
Wyobraź sobie, że ten amortyzujący materiał może nie tylko amortyzować uderzenia, ale także pochłaniać większą siłę, zmieniając swój kształt, działając w ten sposób inteligentniej.
To jest dokładnie to, co osiągnął ten zespół. Ich badania szczegółowo opublikowano w czasopiśmie akademickim Advanced Material Technology i badają, w jaki sposób możemy przewyższyć wydajność tradycyjnych materiałów piankowych. Tradycyjne materiały piankowe sprawdzają się dobrze, zanim zostaną zbyt mocno ściśnięte.
Piana jest wszędzie. Istnieje w poduszkach, na których odpoczywamy, kaskach, które nosimy i opakowaniach, które zapewniają bezpieczeństwo naszych produktów podczas zakupów online. Jednak pianka ma również swoje ograniczenia. Jeśli zostanie zbyt mocno ściśnięty, nie będzie już miękki i elastyczny, a jego zdolność pochłaniania uderzeń będzie stopniowo spadać.
Naukowcy z University of Colorado Boulder i Sandia National Laboratory przeprowadzili dogłębne badania nad strukturą materiałów amortyzujących i zaproponowali projekt, który dotyczy nie tylko samego materiału, ale także jego ułożenia za pomocą algorytmów komputerowych. Ten materiał tłumiący może pochłonąć około sześciokrotnie więcej energii niż standardowa pianka i 25% więcej energii niż inne wiodące technologie.
Sekret tkwi w geometrycznym kształcie materiału amortyzującego. Zasada działania tradycyjnych materiałów tłumiących polega na ściskaniu wszystkich maleńkich przestrzeni w piance w celu pochłaniania energii. Naukowcy wykorzystalitermoplastyczny elastomer poliuretanowydo druku 3D, tworząc strukturę przypominającą plaster miodu, która zapada się w kontrolowany sposób pod wpływem uderzenia, dzięki czemu skuteczniej pochłania energię. Zespół chce jednak czegoś bardziej uniwersalnego, zdolnego poradzić sobie z różnego rodzaju uderzeniami z tą samą wydajnością.
Aby to osiągnąć, zaczęli od konstrukcji o strukturze plastra miodu, ale później dodali specjalne poprawki – małe sęki, takie jak miechy akordeonowe. Węzły te mają na celu kontrolowanie zapadania się struktury plastra miodu pod wpływem siły, umożliwiając jej płynne pochłanianie wibracji generowanych przez różne uderzenia, zarówno szybkie i twarde, jak i powolne i miękkie.
To nie jest tylko teoria. Zespół badawczy przetestował swój projekt w laboratorium, ściskając innowacyjny materiał amortyzujący pod potężnymi maszynami, aby wykazać jego skuteczność. Co ważniejsze, ten zaawansowany technologicznie materiał amortyzujący można wyprodukować przy użyciu 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 obrażeń związanych z kolizją i upadkiem. Dla zwykłych ludzi oznacza to, że kaski rowerowe mogą zapewnić lepszą ochronę w razie wypadku. W szerszym świecie technologia ta może ulepszyć wszystko, od barier ochronnych na autostradach po metody pakowania, których używamy do transportu delikatnych towarów.
Czas publikacji: 04 września 2024 r