Дослідники з Університету Колорадо в Боулдері та Національної лабораторії Сандія у США запустили революційний...амортизуючий матеріал, що є проривною розробкою, яка може змінити безпеку продукції, від спортивного спорядження до транспорту.
Цей нещодавно розроблений амортизуючий матеріал може 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 удар, але й поглинати більше сили, змінюючи свою форму, таким чином відіграючи більш інтелектуальну роль.
Саме цього й досягла ця команда. Їхнє дослідження було детально опубліковано в академічному журналі Advanced Material Technology, де досліджується, як ми можемо перевершити продуктивність...традиційні пінопластові матеріалиТрадиційні піноматеріали добре працюють, 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, використовуючи комп'ютерні алгоритми, щоб запропонувати конструкцію, яка пов'язана не лише з самим матеріалом, а й з його розташуванням. Цей демпфуючий 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 демпфуючих матеріалів полягає в тому, щоб стискати всі крихітні проміжки в піні разом для поглинання енергії. Дослідники використовувалитермопластичний поліуретановий еластомерматеріали для 3D-друку, щоб створити стільникоподібну решітку, яка контрольовано руйнується під час удару, тим самим ефективніше поглинаючи енергію. Але команда хоче щось більш універсальне, що може справлятися з різними типами ударів з такою ж ефективністю.
Щоб досягти цього, вони почали з конструкції стільникової структури, але потім додали спеціальні корективи – невеликі повороти, як у коробки-акордеона. Ці вигини мають на меті контролювати, як стільникова структура руйнується під дією сили, дозволяючи їй плавно поглинати вібрації, що виникають внаслідок різних ударів, незалежно від того, чи є вони швидкими та сильними, чи повільними та м’якими.
Це не просто теорія. Дослідницька група протестувала свою розробку в лабораторії та застосувала свій інноваційний амортизуючий матеріал під дією потужних машин, щоб довести 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: 14 березня 2024 р.