Naukowcy z University of Colorado Boulder i Sandia National Laboratory w Stanach Zjednoczonych wprowadzili na rynek rewolucyjny produktmateriał amortyzujący, co jest przełomowym osiągnięciem, 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 zastosowany w sprzęcie piłkarskim, kaskach rowerowych, a nawet stosowany w opakowaniach do ochrony delikatnych przedmiotów podczas transportu.
Wyobraź sobie, że ten materiał amortyzujący może nie tylko amortyzować uderzenie, ale także pochłonąć większą siłę, zmieniając swój kształt, pełniąc w ten sposób bardziej inteligentną rolę.
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 wydajnośćtradycyjne materiały piankowe. 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, wykorzystując algorytmy komputerowe do zaproponowania projektu, który będzie dotyczył nie tylko samego materiału, ale także układu tworzywo. 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 poliuretanowymateriałów do druku 3D w celu stworzenia struktury siatkowej przypominającej plaster miodu, która zapada się w kontrolowany sposób pod wpływem uderzenia, dzięki czemu skuteczniej pochłania energię. Zespół chce jednak czegoś bardziej uniwersalnego, co poradzi sobie z różnego rodzaju uderzeniami z tą samą skutecznością.
Aby to osiągnąć, zaczęli od konstrukcji o strukturze plastra miodu, ale następnie dodali specjalne poprawki – małe zwroty akcji, takie jak pudełko akordeonowe. Celem tych załamań jest kontrolowanie sposobu, w jaki struktura plastra miodu zapada się pod wpływem siły, umożliwiając jej płynne pochłanianie wibracji generowanych przez różne uderzenia, niezależnie od tego, czy są szybkie i twarde, czy wolne i miękkie.
To nie jest tylko teoria. Zespół badawczy przetestował swój projekt w laboratorium i wycisnął innowacyjny materiał amortyzujący pod potężnymi maszynami, aby udowodnić 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 materiału amortyzującego 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: 14 marca 2024 r