Výskumníci z University of Colorado Boulder a Sandia National Laboratory vyvinuli revolučnýmateriál tlmiaci nárazy, čo je prelomový vývoj, ktorý môže zmeniť bezpečnosť produktov od športového vybavenia až po prepravu.
Tento novo navrhnutý materiál absorbujúci nárazy je schopný odolať značným nárazom a môže byť čoskoro integrovaný do futbalového vybavenia, cyklistických prilieb a dokonca použitý v obaloch na ochranu jemných predmetov počas prepravy.
Predstavte si, že tento materiál tlmiaci nárazy dokáže nielen tlmiť nárazy, ale aj absorbovať väčšiu silu zmenou svojho tvaru, čím pôsobí inteligentnejšie.
To je presne to, čo tento tím dosiahol. 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, kým nie sú príliš stlačené.
Pena je všade. Nachádza sa vo vankúšoch, na ktorých spočívame, v prilbách, ktoré nosíme, a v obaloch, ktoré zaisťujú bezpečnosť našich produktov online nakupovania. Pena má však aj svoje obmedzenia. Ak je príliš stlačený, už nebude mäkký a elastický a jeho schopnosť tlmiť nárazy postupne klesá.
Výskumníci z University of Colorado Boulder a Sandia National Laboratory vykonali hĺbkový výskum štruktúry materiálov absorbujúcich nárazy a navrhli dizajn, ktorý nesúvisí len so samotným materiálom, ale aj s jeho usporiadaním pomocou počítačových algoritmov. Tento tlmiaci materiál dokáže absorbovať asi 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 je stlačiť všetky malé miesta v pene dohromady, aby absorbovali energiu. Výskumníci použilitermoplastický polyuretánový elastomérový materiálpre 3D tlač, čím sa vytvorí mriežková štruktúra podobná včelím plástom, ktorá sa pri náraze kontrolovane zrúti, čím efektívnejšie absorbuje energiu. Tým ale chce niečo univerzálnejšie, schopné zvládnuť rôzne typy nárazov s rovnakou účinnosťou.
Aby to dosiahli, začali s voštinovým dizajnom, no neskôr pridali špeciálne úpravy – malé uzlíky ako mechy na harmonike. Tieto uzly sú navrhnuté tak, aby kontrolovali, ako sa voštinová štruktúra pod vplyvom sily zrúti, čo jej umožňuje hladko absorbovať vibrácie generované rôznymi nárazmi, či už rýchlymi a tvrdými alebo pomalými a mäkkými.
Toto nie je len teoretické. Výskumný tím testoval ich dizajn v laboratóriu a stláčal ich inovatívny materiál absorbujúci nárazy pod výkonnými strojmi, aby demonštroval jeho účinnosť. Ešte dôležitejšie je, že tento high-tech tlmiaci materiál možno vyrábať pomocou komerčných 3D tlačiarní, vďaka čomu je vhodný pre širokú škálu aplikácií.
Vplyv zrodu tohto materiálu absorbujúceho nárazy je obrovský. Pre športovcov to znamená potenciálne bezpečnejšie vybavenie, ktoré môže znížiť riziko kolízie a zranenia pri páde. Pre bežných ľudí to znamená, že cyklistické prilby dokážu poskytnúť lepšiu ochranu pri nehodách. V širšom svete môže táto technológia zlepšiť všetko od bezpečnostných bariér na diaľniciach až po spôsoby balenia, ktoré používame na prepravu krehkého tovaru.
Čas odoslania: 04.09.2024