Vedci z University of Colorado Boulder a Sandia National Laboratory v Spojených štátoch spustili revolucionárnárazový materiál, čo je prielomový vývoj, ktorý môže zmeniť bezpečnosť výrobkov zo športového vybavenia na prepravu.
Tento novo navrhnutý materiál absorbujúci nárazy vydrží významné vplyvy a môže sa čoskoro integrovať do futbalových zariadení, bicyklových prilieb a dokonca sa používa v balení na ochranu jemných predmetov počas prepravy.
Predstavte si, že tento materiál absorbujúci nárazy môže nielenže tlmiť vplyv, ale tiež absorbovať silu zmenou tvaru, čím hrá inteligentnejšiu úlohu.
To je presne to, čo tento tím dosiahol. Ich výskum bol publikovaný v akademickom časopise Advanced Material Technology podrobne a skúmal, ako môžeme prekonať výkonnosťTradičné penové materiály. 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 Národné laboratórium Sandia uskutočnili hĺbkový výskum štruktúry materiálov absorbujúcich nárazy pomocou počítačových algoritmov na navrhovanie dizajnu, ktorý nie je spojený iba so samotným materiálom, ale aj usporiadaním materiálu. 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 elastomérMateriály na 3D tlač na vytvorenie plášskej štruktúry ako mriežková štruktúra, ktorá sa pri vystavení nárazu zrúti, a tým efektívnejšie absorbuje energiu. Tím však chce niečo univerzálnejšie, čo dokáže zvládnuť rôzne typy vplyvov s rovnakou účinnosťou.
Aby sa to dosiahlo, začali s dizajnom Honeycomb, ale potom pridali špeciálne úpravy - malé zvraty ako akordeónový box. Cieľom týchto zlomov je kontrolovať, ako sa voštinová štruktúra zrúti pod silou, čo jej umožňuje hladko absorbovať vibrácie generované rôznymi nárazmi, či už sú rýchle a tvrdé alebo pomalé a mäkké.
To nie je len teoretické. Výskumný tím testoval ich návrh v laboratóriu a stlačil ich inovatívny materiál absorbujúci nárazy pod výkonnými strojmi, aby dokázal 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: mar-14-2024