Výskumníci z University of Colorado Boulder a Sandia National Laboratory vyvinuli revolučný...materiál tlmiaci nárazy, čo je prelomový vývoj, ktorý môže zmeniť bezpečnosť produktov od športového vybavenia až po dopravu.
Tento novo navrhnutý materiál tlmiaci nárazy je schopný odolať značným nárazom a čoskoro by mohol byť integrovaný do futbalového vybavenia, cyklistických prilieb a dokonca by sa mohol použiť aj v obaloch na ochranu chúlostivých predmetov počas prepravy.
Predstavte si, že tento materiál tlmiaci nárazy dokáže nielen tlmiť nárazy, ale zmenou svojho tvaru absorbovať aj viac sily, a tým pádom pôsobiť inteligentnejšie.
Presne toto sa tomuto tímu podarilo. Ich výskum bol podrobne publikovaný v akademickom časopise Advanced Material Technology a skúmal, ako môžeme prekonať výkon tradičných penových materiálov. Tradičné penové materiály fungujú dobre aj predtým, ako ich príliš stlačíme.
Pena je všade. Nachádza sa v vankúšoch, na ktorých odpočívame, v prilbách, ktoré nosíme, a v obaloch, ktoré zaisťujú bezpečnosť našich produktov nakupovaných online. Pena má však aj svoje obmedzenia. Ak sa príliš stlačí, už nebude mäkká a elastická a jej schopnosť tlmiť nárazy sa bude postupne znižovať.
Výskumníci z University of Colorado Boulder a Sandia National Laboratory vykonali hĺbkový výskum štruktúry materiálov tlmiacich nárazy a navrhli dizajn, ktorý sa netýka len samotného materiálu, ale aj jeho usporiadania pomocou počítačových algoritmov. Tento tlmiaci materiál dokáže absorbovať približne šesťkrát viac energie ako štandardná pena a o 25 % viac energie ako iné popredné technológie.
Tajomstvo spočíva v geometrickom tvare materiálu tlmiaceho nárazy. Princíp fungovania tradičných tlmiacich materiálov spočíva v stlačení všetkých malých priestorov v pene k sebe, aby sa absorbovala energia. Výskumníci použilitermoplastický polyuretánový elastomérový materiálpre 3D tlač, vytvárajúc mriežkovú štruktúru podobnú včeliemu plástu, ktorá sa pri náraze kontrolovane zrúti, čím efektívnejšie absorbuje energiu. Tím však chce niečo univerzálnejšie, schopné zvládnuť rôzne typy nárazov s rovnakou účinnosťou.
Aby to dosiahli, začali s dizajnom včelieho plástu, ale neskôr pridali špeciálne úpravy – malé uzly ako harmonikové mechy. Tieto uzly sú navrhnuté tak, aby ovládali, ako sa včelia plástová štruktúra pod vplyvom sily zrúti, čo jej umožňuje plynule absorbovať vibrácie generované rôznymi nárazmi, či už rýchlymi a silnými alebo pomalými a jemnými.
Nie je to len teoretické. Výskumný tím otestoval svoj návrh v laboratóriu, pričom svoj inovatívny materiál tlmiaci nárazy stlačil pod výkonné stroje, aby preukázal jeho účinnosť. A čo je dôležitejšie, tento high-tech tlmiaci materiál sa dá vyrobiť pomocou komerčných 3D tlačiarní, vďaka čomu je vhodný pre širokú škálu aplikácií.
Dopad vzniku tohto materiálu tlmiaceho nárazy je obrovský. Pre športovcov to znamená potenciálne bezpečnejšie vybavenie, ktoré môže znížiť riziko zranení pri kolízii a páde. Pre bežných ľudí to znamená, že cyklistické prilby môžu poskytnúť lepšiu ochranu pri nehodách. V širšom svete môže táto technológia zlepšiť všetko od bezpečnostných bariér na diaľniciach až po metódy balenia, ktoré používame na prepravu krehkého tovaru.
Čas uverejnenia: 4. septembra 2024