Изследователи от Университета на Колорадо Боулдър и Националната лаборатория Сандия в Съединените щати стартираха революционенударопоглъщащ материал, което е пробивна разработка, която може да промени безопасността на продукти от спортно оборудване до транспорт.
Този новоразработен ударопоглъщащ материал може да издържи на значителни удари и може скоро 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 удара, но и да поеме повече сила чрез промяна на формата си, като по този начин играе по-интелигентна роля.
Точно това постигна този отбор. Тяхното изследване е публикувано в академичното списание Advanced Material Technology в детайли, изследвайки как можем да надминем производителността натрадиционни 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 проведоха задълбочено изследване на структурата на ударопоглъщащите материали, използвайки компютърни алгоритми, за да предложат дизайн, който е свързан не само със самия материал, но и с подреждането на материал. 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 еластомерматериали за 3D принтиране, за да се създаде решетъчна структура, подобна на пчелна пита, която се срутва по контролиран начин, когато е подложена на удар, като по този начин поглъща по-ефективно енергията. Но екипът иска нещо по-универсално, което може да се справи с различни видове удари със същата ефективност.
За да постигнат това, те започнаха с дизайн на пчелна пита, но след това добавиха специални корекции – малки усуквания като кутия на акордеон. Тези прегъвания имат за цел да контролират как структурата на пчелната пита се срутва под въздействието на сила, позволявайки й да абсорбира плавно вибрациите, генерирани от различни въздействия, независимо дали са бързи и твърди или бавни и меки.
Това не е само теоретично. Изследователският екип тества техния дизайн в лабораторията и изстиска техния новаторски ударопоглъщащ материал под мощни машини, за да докаже 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-широкия 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: 14 март 2024 г