Дослідники з Університету Колорадо в Боулдері та Національної лабораторії Сандії розробили революційний...амортизуючий матеріал, що є новаторською розробкою, яка може змінити безпеку продукції, починаючи від спортивного спорядження і закінчуючи транспортом.
Цей нещодавно розроблений амортизуючий матеріал здатний витримувати значні удари і незабаром може бути інтегрований у футбольне спорядження, велосипедні шоломи і навіть використовуватися в упаковці для захисту делікатних предметів під час транспортування.
Уявіть, що цей амортизуючий матеріал може не лише пом'якшувати удари, але й поглинати більше сили, змінюючи свою форму, таким чином діючи більш розумно.
Саме цього й досягла ця команда. Їхнє дослідження було детально опубліковано в академічному журналі Advanced Material Technology, де досліджується, як ми можемо перевершити за продуктивністю традиційні піноматеріали. Традиційні піноматеріали добре себе показують, перш ніж їх занадто сильно стискати.
Піна є скрізь. Вона міститься в подушках, на яких ми відпочиваємо, шоломах, які ми носимо, та упаковці, яка забезпечує безпеку наших товарів, що купуємо в інтернет-магазинах. Однак піна також має свої обмеження. Якщо її занадто сильно стиснути, вона перестане бути м’якою та еластичною, а її здатність поглинати удари поступово знизиться.
Дослідники з Університету Колорадо в Боулдері та Національної лабораторії Сандія провели поглиблене дослідження структури амортизаційних матеріалів та запропонували конструкцію, яка пов'язана не лише з самим матеріалом, але й з його розташуванням за допомогою комп'ютерних алгоритмів. Цей демпфуючий матеріал може поглинати приблизно в шість разів більше енергії, ніж стандартна піна, та на 25% більше енергії, ніж інші провідні технології.
Секрет криється в геометричній формі амортизаційного матеріалу. Принцип роботи традиційних демпфуючих матеріалів полягає в тому, щоб стискати всі крихітні проміжки в піні разом для поглинання енергії. Дослідники використовувалитермопластичний поліуретановий еластомерний матеріалдля 3D-друку, створюючи стільникоподібну решітку, яка контрольовано руйнується при ударі, тим самим ефективніше поглинаючи енергію. Але команда хоче чогось більш універсального, здатного справлятися з різними типами ударів з такою ж ефективністю.
Щоб досягти цього, вони почали з конструкції стільникової структури, але пізніше додали спеціальні налаштування – маленькі вузли, схожі на акордеонові міхи. Ці вузли призначені для контролю того, як стільникова структура руйнується під дією сили, дозволяючи їй плавно поглинати вібрації, що виникають внаслідок різних ударів, як швидких і сильних, так і повільних і м’яких.
Це не просто теорія. Дослідницька група випробувала свою розробку в лабораторії, стискаючи свій інноваційний амортизуючий матеріал під дією потужних машин, щоб продемонструвати його ефективність. Що ще важливіше, цей високотехнологічний амортизуючий матеріал можна виготовляти за допомогою комерційних 3D-принтерів, що робить його придатним для широкого спектру застосувань.
Вплив появи цього амортизуючого матеріалу величезний. Для спортсменів це означає потенційно безпечніше спорядження, яке може зменшити ризик зіткнень та травм від падінь. Для звичайних людей це означає, що велосипедні шоломи можуть забезпечити кращий захист під час аварій. У ширшому світі ця технологія може покращити все: від захисних бар'єрів на автомагістралях до методів упаковки, які ми використовуємо для транспортування крихких товарів.
Час публікації: 04 вересня 2024 р.