Naukowcy z University of Colorado Boulder i Sandia National Laboratory w Stanach Zjednoczonych rozpoczęli rewolucyjne badaniamateriał amortyzujący, co stanowi przełomowe osiągnięcie, które może zmienić bezpieczeństwo produktów, od sprzętu sportowego po środki transportu.
Ten nowo opracowany materiał amortyzujący wstrząsy wytrzymuje znaczne uderzenia i wkrótce może być stosowany w sprzęcie piłkarskim, kaskach rowerowych, a nawet w opakowaniach do ochrony delikatnych przedmiotów podczas transportu.
Wyobraź sobie, że ten materiał amortyzujący może nie tylko amortyzować uderzenie, ale również pochłaniać więcej siły poprzez zmianę swojego kształtu, odgrywając w ten sposób bardziej inteligentną rolę.
To właśnie osiągnął ten zespół. Ich badania zostały szczegółowo opublikowane w czasopiśmie naukowym Advanced Material Technology, badając, w jaki sposób możemy przewyższyć wydajnośćtradycyjne materiały piankoweTradycyjne materiały piankowe dobrze sprawdzają się, zanim zostaną zbyt mocno ściśnięte.
Pianka jest wszędzie. Jest w poduszkach, na których odpoczywamy, w kaskach, które nosimy, i w opakowaniach, które zapewniają bezpieczeństwo naszych produktów kupowanych online. Jednak pianka ma też swoje ograniczenia. Jeśli zostanie zbyt mocno ściśnięta, nie będzie już miękka i elastyczna, a jej zdolność pochłaniania uderzeń będzie stopniowo spadać.
Naukowcy z University of Colorado Boulder i Sandia National Laboratory przeprowadzili dogłębne badania nad strukturą materiałów amortyzujących, wykorzystując algorytmy komputerowe do zaproponowania projektu, który jest nie tylko związany z samym materiałem, ale także z jego układem. Ten materiał tłumiący może absorbować około sześć razy 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 małych przestrzeni w piance, aby pochłaniać energię. Naukowcy wykorzystalitermoplastyczny elastomer poliuretanowymateriały do druku 3D, aby stworzyć strukturę kratową przypominającą plaster miodu, która zapada się w kontrolowany sposób pod wpływem uderzenia, dzięki czemu skuteczniej pochłania energię. Jednak zespół chce czegoś bardziej uniwersalnego, co poradzi sobie z różnymi typami uderzeń z taką samą wydajnością.
Aby to osiągnąć, zaczęli od projektu plastra miodu, ale potem dodali specjalne modyfikacje – małe skręty jak w pudełku akordeonowym. Te zagięcia mają na celu kontrolowanie, w jaki sposób struktura plastra miodu zapada się pod wpływem siły, umożliwiając jej płynne pochłanianie drgań generowanych przez różne uderzenia, niezależnie od tego, czy są szybkie i mocne, czy wolne i miękkie.
To nie jest tylko teoria. Zespół badawczy przetestował swój projekt w laboratorium i wycisnął swój innowacyjny materiał amortyzujący pod potężnymi maszynami, aby udowodnić jego skuteczność. Co ważniejsze, ten zaawansowany technologicznie materiał amortyzujący można produkować przy użyciu komercyjnych drukarek 3D, co czyni go odpowiednim do szerokiego zakresu zastosowań.
Wpływ narodzin tego amortyzującego materiału jest ogromny. Dla sportowców oznacza to potencjalnie bezpieczniejszy sprzęt, który może zmniejszyć ryzyko kolizji i obrażeń w wyniku upadku. Dla zwykłych ludzi oznacza to, że kaski rowerowe mogą zapewnić lepszą ochronę w razie wypadku. W szerszym ujęciu technologia ta może ulepszyć wszystko, od barier bezpieczeństwa na autostradach po metody pakowania, których używamy do transportu delikatnych towarów.
Czas publikacji: 14-03-2024