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 jest w stanie wytrzymać znaczne uderzenia i wkrótce może być stosowany w sprzęcie piłkarskim, kaskach rowerowych, a nawet w opakowaniach do ochrony delikatnych przedmiotów w czasie transportu.
Wyobraź sobie, że ten materiał amortyzujący może nie tylko amortyzować uderzenie, ale także pochłaniać więcej siły poprzez zmianę swojego kształtu, odgrywając tym samym bardziej inteligentną rolę.
Właśnie to osiągnął ten zespół. Ich badania zostały szczegółowo opublikowane w czasopiśmie naukowym „Advanced Material Technology”, gdzie analizowano, w jaki sposób możemy przewyższyć wydajnośćtradycyjne materiały piankoweTradycyjne materiały piankowe dobrze sprawdzają się, 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, wykorzystując algorytmy komputerowe do zaproponowania projektu, który uwzględnia nie tylko sam materiał, ale także jego układ. 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 wykorzystalitermoplastycznego elastomeru poliuretanowegomateriały do druku 3D, aby stworzyć strukturę przypominającą plaster miodu, która zapada się w kontrolowany sposób pod wpływem uderzenia, skuteczniej pochłaniając energię. Zespół chce jednak czegoś bardziej uniwersalnego, co poradzi sobie z różnymi rodzajami uderzeń z taką samą wydajnością.
Aby to osiągnąć, zaczęli od konstrukcji o strukturze plastra miodu, ale następnie dodali specjalne modyfikacje – drobne skręty, niczym w harmonijce. Te zagięcia mają na celu kontrolowanie sposobu, 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 i poddał innowacyjny materiał amortyzujący działaniu potężnych maszyn, aby udowodnić jego skuteczność. Co ważniejsze, ten zaawansowany technologicznie materiał amortyzujący można produkować za pomocą 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 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: 14 marca 2024 r.