Raziskovalci z Univerze v Koloradu v Boulderju in Nacionalnega laboratorija Sandia so razvili revolucionarno...material, ki absorbira udarce, kar je prelomni razvoj, ki lahko spremeni varnost izdelkov, od športne opreme do prevoza.
Ta na novo zasnovan material, ki absorbira udarce, je sposoben prenesti znatne udarce in bi ga kmalu lahko vgradili v nogometno opremo, kolesarske čelade in celo uporabili v embalaži za zaščito občutljivih predmetov med prevozom.
Predstavljajte si, da ta material, ki absorbira udarce, ne le blaži udarce, ampak tudi absorbira več sile s spreminjanjem svoje oblike in tako deluje bolj inteligentno.
Prav to je dosegla ta ekipa. Njihova raziskava je bila podrobno objavljena v akademski reviji Advanced Material Technology, v kateri raziskujejo, kako lahko presežemo zmogljivost tradicionalnih penastih materialov. Tradicionalni penasti materiali se dobro obnesejo, še preden jih premočno stisnemo.
Pena je povsod. Prisotna je v blazinah, na katerih počivamo, čeladah, ki jih nosimo, in embalaži, ki zagotavlja varnost naših izdelkov v spletnem nakupovanju. Vendar pa ima pena tudi svoje omejitve. Če jo preveč stisnemo, ne bo več mehka in elastična, njena sposobnost blaženja udarcev pa se bo postopoma zmanjšala.
Raziskovalci z Univerze v Koloradu v Boulderju in Nacionalnega laboratorija Sandia so izvedli poglobljeno raziskavo strukture materialov, ki absorbirajo udarce, in predlagali zasnovo, ki ni povezana le s samim materialom, temveč tudi z njegovo razporeditvijo z uporabo računalniških algoritmov. Ta dušilni material lahko absorbira približno šestkrat več energije kot standardna pena in 25 % več energije kot druge vodilne tehnologije.
Skrivnost se skriva v geometrijski obliki materiala, ki absorbira udarce. Načelo delovanja tradicionalnih materialov za dušenje je stiskanje vseh drobnih prostorov v peni skupaj, da absorbirajo energijo. Raziskovalci so uporabilitermoplastični poliuretanski elastomerni materialza 3D-tiskanje, ustvarjanje satovju podobne mrežaste strukture, ki se ob udarcu nadzorovano zruši in s tem učinkoviteje absorbira energijo. Vendar pa si ekipa želi nekaj bolj univerzalnega, kar bi lahko z enako učinkovitostjo obvladovalo različne vrste udarcev.
Da bi to dosegli, so začeli z zasnovo v obliki satovja, kasneje pa so dodali posebne prilagoditve – majhne vozle, podobne harmonikastim mehom. Ti vozli so zasnovani tako, da nadzorujejo, kako se struktura satovja pod silo zruši, kar ji omogoča, da gladko absorbira vibracije, ki jih povzročajo različni udarci, bodisi hitri in močni bodisi počasni in mehki.
To ni le teoretično. Raziskovalna ekipa je svojo zasnovo preizkusila v laboratoriju, kjer je svoj inovativni material za blaženje udarcev stisnila pod močne stroje, da bi dokazala njegovo učinkovitost. Še pomembneje pa je, da je ta visokotehnološki material za blaženje mogoče izdelati s komercialnimi 3D-tiskalniki, zaradi česar je primeren za širok spekter uporabe.
Vpliv rojstva tega materiala, ki absorbira udarce, je ogromen. Za športnike to pomeni potencialno varnejšo opremo, ki lahko zmanjša tveganje za trke in padce. Za navadne ljudi to pomeni, da lahko kolesarske čelade nudijo boljšo zaščito v nesrečah. V širšem svetu lahko ta tehnologija izboljša vse od varnostnih ograj na avtocestah do načinov pakiranja, ki jih uporabljamo za prevoz krhkega blaga.
Čas objave: 4. september 2024