Дослідники з Університету Колорадо в Боулдері та Національної лабораторії Сандія в США запустили революційнийамортизуючий матеріал, яка є проривною розробкою, яка може змінити безпеку продуктів від спортивного обладнання до транспортування.
Цей нещодавно розроблений амортизуючий матеріал може витримувати значні удари та незабаром може використовуватися у футбольному спорядженні, велосипедних шоломах і навіть використовуватися в упаковці для захисту делікатних речей під час транспортування.
Уявіть, що цей амортизуючий матеріал може не тільки пом’якшити удар, але й поглинути більше сили, змінивши свою форму, таким чином відіграючи більш розумну роль.
Саме цього досягла ця команда. Їхнє дослідження було опубліковано в академічному журналі Advanced Material Technology, докладно досліджуючи, як ми можемо перевершити продуктивністьтрадиційні спінені матеріали. 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 Сандії провели поглиблені дослідження структури амортизуючих матеріалів, використовуючи комп’ютерні алгоритми, щоб запропонувати дизайн, який пов’язаний не лише з самим матеріалом, але й із розташуванням матеріал. 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 еластомерматеріали для 3D-друку, щоб створити структуру решітки, схожу на стільники, яка контрольовано руйнується під час удару, тим самим ефективніше поглинаючи енергію. Але команда хоче чогось більш універсального, що може впоратися з різними типами ударів з однаковою ефективністю.
Щоб досягти цього, вони почали зі стільникового дизайну, але потім додали спеціальні коригування – невеликі повороти, як коробка-гармошка. Ці перегини мають на меті контролювати те, як стільникова структура руйнується під дією сили, дозволяючи їй плавно поглинати вібрації, створювані різними ударами, чи то швидкими та сильними, чи то повільними та м’якими.
Це не просто теоретично. Дослідницька група випробувала свій дизайн у лабораторії та стиснула свій інноваційний амортизуючий матеріал під потужними машинами, щоб довести 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 спорядження, 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: 14 березня 2024 р