Vedci z University of Colorado Boulder a Sandia National Laboratory vyvinuli revolucionárnárazový materiál, čo je priekopnícky vývoj, ktorý môže zmeniť bezpečnosť výrobkov od športového vybavenia po prepravu.
Tento novo navrhnutý materiál absorbujúci nárazy je schopný odolať významným dopadom a môže byť čoskoro integrovaný do futbalových zariadení, prilby na bicykli a dokonca sa používa v balení na ochranu jemných predmetov počas prepravy.
Predstavte si, že tento materiál absorbujúci nárazy môže nielen vankúšať vankúš, ale tiež absorbovať viac sily zmenou jeho tvaru, čím pôsobí inteligentnejšie.
To je presne to, čo tento tím dosiahol. Ich výskum bol publikovaný v akademickom časopise Advanced Material Technology podrobne a skúmal, ako môžeme prekonať výkon tradičných penových materiálov. Tradičné penové materiály fungujú dobre predtým, ako budú príliš tvrdé stlačené.
Pena je všade. Existuje v vankúšoch, na ktorých spočívame, v prilbách, ktoré nosíme, a balenie, ktoré zaisťujú bezpečnosť našich online nakupujúcich. Pena má však aj svoje obmedzenia. Ak je príliš stlačený, už nebude mäkký a elastický a výkonnosť absorpcie nárazu sa postupne zníži.
Vedci z University of Colorado Boulder a Sandia National Laboratory uskutočnili hĺbkový výskum štruktúry materiálov absorbujúcich nárazy a navrhli dizajn, ktorý súvisí nielen so samotným materiálom, ale aj s jeho usporiadaním pomocou počítačových algoritmov. Tento tlmiaci materiál môže absorbovať asi šesťkrát viac energie ako štandardná pena a o 25% viac energie ako iné vedúce technológie.
Tajomstvo spočíva v geometrickom tvare materiálu absorbujúceho nárazy. Pracovným princípom tradičných tlmených materiálov je vytlačiť všetky malé priestory v penu spolu, aby absorbovali energiu. Vedci použilitermoplastický polyuretánový elastomérový materiálPre 3D tlač, vytvorenie plášskej štruktúry ako mriežková štruktúra, ktorá sa pri náraze zrúti kontrolovaným spôsobom, čím účinnejšie absorbuje energiu. Tím však chce niečo univerzálnejšie, schopné zvládnuť rôzne typy vplyvov s rovnakou účinnosťou.
Aby sa to dosiahlo, začali s dizajnom Honeycomb, ale neskôr pridali špeciálne úpravy - malé uzly, ako sú akordeónový vlnovec. Tieto uzly sú navrhnuté tak, aby riadili, ako sa voštinová štruktúra zrúti pod silou, čo jej umožňuje hladko absorbovať vibrácie generované rôznymi nárazmi, či už rýchlym a tvrdým alebo pomalým a mäkkým.
To nie je len teoretické. Výskumný tím testoval ich návrh v laboratóriu a stlačil ich inovatívny materiál absorbujúci nárazy pod výkonnými strojmi, aby preukázal jeho účinnosť. A čo je dôležitejšie, tento high-tech tlmiaci materiál sa môže vyrábať pomocou komerčných 3D tlačiarní, vďaka čomu je vhodný pre širokú škálu aplikácií.
Vplyv narodenia tohto materiálu absorbujúceho nárazy je obrovský. Pre športovcov to znamená potenciálne bezpečnejšie vybavenie, ktoré môže znížiť riziko zrážok a zranení pádu. Pre bežných ľudí to znamená, že prilby bicyklov môžu pri nehodách poskytnúť lepšiu ochranu. V širšom svete môže táto technológia zlepšiť všetko od bezpečnostných prekážok na diaľniciach až po metódy obalov, ktoré používame na prepravu krehkého tovaru.
Čas príspevku: sep-04-2024