Дослідники з Університету Колорадо в Боулдері та Національної лабораторії Сандії розробили революційний засібамортизуючий матеріал, яка є новаторською розробкою, яка може змінити безпеку продуктів, починаючи від спортивного обладнання та закінчуючи транспортуванням.
Цей нещодавно розроблений амортизуючий матеріал здатний протистояти значним ударам і незабаром може використовуватися у футбольному спорядженні, велосипедних шоломах і навіть використовуватися в упаковці для захисту делікатних предметів під час транспортування.
Уявіть собі, що цей амортизуючий матеріал може не тільки пом’якшувати удари, але й поглинати більше сили, змінюючи свою форму, таким чином діючи більш розумно.
Саме цього досягла ця команда. Їхнє дослідження було опубліковано в академічному журналі Advanced Material Technology, детально досліджуючи, як ми можемо перевершити ефективність традиційних спінених матеріалів. Традиційні спінені матеріали добре працюють, перш ніж їх надто сильно стиснути.
Піна скрізь. Він існує в подушках, на яких ми відпочиваємо, шоломах, які ми носимо, та упаковці, яка забезпечує безпеку наших товарів для онлайн-покупок. Однак пінопласт також має свої обмеження. Якщо його стиснути занадто сильно, він перестане бути м’яким і еластичним, а його здатність поглинати удари поступово впаде.
Дослідники з Університету Колорадо в Боулдері та Національної лабораторії Сандіа провели поглиблені дослідження структури амортизуючих матеріалів і запропонували конструкцію, яка пов’язана не лише з самим матеріалом, але й із його розташуванням за допомогою комп’ютерних алгоритмів. Цей демпферний матеріал може поглинати приблизно в шість разів більше енергії, ніж стандартна піна, і на 25% більше енергії, ніж інші провідні технології.
Секрет криється в геометричній формі амортизаційного матеріалу. Принцип роботи традиційних амортизуючих матеріалів полягає в тому, щоб стиснути всі крихітні проміжки в піні разом для поглинання енергії. Дослідники використовувалитермопластичний поліуретановий еластомерний матеріалдля 3D-друку, створюючи структуру решітки, схожу на стільники, яка контрольовано руйнується під час удару, тим самим ефективніше поглинаючи енергію. Але команда хоче чогось більш універсального, здатного впоратися з різними типами ударів з однаковою ефективністю.
Щоб досягти цього, вони почали з стільникового дизайну, але пізніше додали спеціальні коригування – невеликі вузлики, як міхи гармошки. Ці вузли призначені для контролю того, як стільникова структура руйнується під дією сили, дозволяючи їй плавно поглинати вібрації, створювані різними ударами, швидкими та сильними чи повільними та м’якими.
Це не просто теоретично. Дослідницька група випробувала свій дизайн у лабораторії, стиснувши свій інноваційний амортизуючий матеріал під потужними машинами, щоб продемонструвати його ефективність. Що ще важливіше, цей високотехнологічний амортизаційний матеріал можна виготовляти за допомогою комерційних 3D-принтерів, що робить його придатним для широкого спектру застосувань.
Вплив народження цього амортизаційного матеріалу величезний. Для спортсменів це означає потенційно безпечніше обладнання, яке може зменшити ризик зіткнень і травм при падінні. Для звичайних людей це означає, що велосипедні шоломи можуть забезпечити кращий захист під час аварій. У ширшому світі ця технологія може покращити все: від бар’єрів безпеки на дорогах до методів пакування, які ми використовуємо для транспортування крихких товарів.
Час публікації: 04 вересня 2024 р