Изследователи от Университета на Колорадо Боулдър и Националната лаборатория Сандия разработиха революционен продуктударопоглъщащ материал, което е новаторско развитие, което може да промени безопасността на продукти, вариращи от спортно оборудване до транспорт.
Този новоразработен ударопоглъщащ материал е в състояние да издържи на значителни удари и скоро може да бъде интегриран във футболно оборудване, велосипедни каски и дори да се използва в опаковки за защита на деликатни предмети по време на транспортиране.
Представете си, че този ударопоглъщащ материал може не само да смекчи ударите, но и да поеме повече сила чрез промяна на формата си, като по този начин действа по-интелигентно.
Точно това постигна този отбор. Тяхното изследване е публикувано в академичното списание Advanced Material Technology в детайли, изследвайки как можем да надминем ефективността на традиционните материали от пяна. Традиционните материали от пяна се представят добре, преди да бъдат стиснати твърде силно.
Пяната е навсякъде. Съществува във възглавниците, на които почиваме, в шлемовете, които носим, и в опаковката, която гарантира безопасността на нашите продукти за онлайн пазаруване. Пяната обаче също има своите ограничения. Ако се стисне твърде много, той вече няма да бъде мек и еластичен и неговата способност за поглъщане на удари постепенно ще намалее.
Изследователи от Университета на Колорадо Боулдър и Националната лаборатория Сандия са провели задълбочени изследвания върху структурата на ударопоглъщащите материали и са предложили дизайн, който е свързан не само със самия материал, но и с неговото подреждане с помощта на компютърни алгоритми. Този амортизиращ материал може да абсорбира около шест пъти повече енергия от стандартната пяна и 25% повече енергия от други водещи технологии.
Тайната се крие в геометричната форма на ударопоглъщащия материал. Принципът на работа на традиционните амортисьорни материали е да се притиснат всички малки пространства в пяната заедно, за да се абсорбира енергия. Използвани изследователитермопластичен полиуретанов еластомерен материалза 3D печат, създавайки решетъчна структура, подобна на пчелна пита, която се срутва по контролиран начин при удар, като по този начин поглъща по-ефективно енергия. Но екипът иска нещо по-универсално, способно да се справи с различни видове удари със същата ефективност.
За да постигнат това, те започнаха с дизайн на пчелна пита, но по-късно добавиха специални корекции – малки възли като мех на акордеон. Тези възли са предназначени да контролират как структурата на пчелната пита се срутва под въздействието на сила, позволявайки й да абсорбира плавно вибрациите, генерирани от различни удари, независимо дали са бързи и силни или бавни и меки.
Това не е само теоретично. Изследователският екип тества своя дизайн в лабораторията, изстисквайки техния новаторски ударопоглъщащ материал под мощни машини, за да демонстрира неговата ефективност. По-важното е, че този високотехнологичен омекотяващ материал може да бъде произведен с помощта на търговски 3D принтери, което го прави подходящ за широк спектър от приложения.
Въздействието на раждането на този ударопоглъщащ материал е огромно. За спортистите това означава потенциално по-безопасно оборудване, което може да намали риска от сблъсък и наранявания при падане. За обикновените хора това означава, че велосипедните каски могат да осигурят по-добра защита при инциденти. В по-широк свят тази технология може да подобри всичко - от предпазните бариери по магистралите до методите на опаковане, които използваме за транспортиране на чупливи стоки.
Време на публикуване: 04 септември 2024 г