Исследователи разработали новый тип термопластичного полиуретанового эластомера (ТПУ) для поглощения ударов.

Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере и Национальной лаборатории Сандия разработали революционнуюамортизирующий материал, что является новаторской разработкой, способной изменить безопасность самых разных товаров: от спортивного инвентаря до транспортных средств.

Этот недавно разработанный амортизирующий материал способен выдерживать значительные удары и вскоре может быть использован в футбольной экипировке, велосипедных шлемах и даже в упаковке для защиты хрупких предметов во время транспортировки.

Представьте себе, что этот амортизирующий материал может не только смягчать удары, но и поглощать больше силы, изменяя свою форму, тем самым действуя более разумно.

Именно этого и добилась эта команда. Их исследование было подробно опубликовано в академическом журнале Advanced Material Technology, в котором рассматривается, как мы можем превзойти производительность традиционных пенных материалов. Традиционные пенные материалы работают хорошо, пока их не сожмут слишком сильно.

Пена есть везде. Она есть в подушках, на которых мы отдыхаем, в шлемах, которые мы носим, ​​и в упаковке, которая обеспечивает безопасность наших товаров для онлайн-покупок. Однако пена также имеет свои ограничения. Если ее сжать слишком сильно, она перестанет быть мягкой и эластичной, а ее ударопоглощающие свойства постепенно ухудшатся.

Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере и Национальной лаборатории Сандия провели углубленное исследование структуры амортизирующих материалов и предложили конструкцию, которая связана не только с самим материалом, но и с его расположением с использованием компьютерных алгоритмов. Этот амортизирующий материал может поглощать примерно в шесть раз больше энергии, чем стандартная пена, и на 25% больше энергии, чем другие ведущие технологии.

Секрет кроется в геометрической форме амортизирующего материала. Принцип работы традиционных амортизирующих материалов заключается в сжатии всех крошечных пространств в пене вместе для поглощения энергии. Исследователи использовалитермопластичный полиуретановый эластомерный материалдля 3D-печати, создавая сотовую решетчатую структуру, которая сжимается контролируемым образом при ударе, тем самым более эффективно поглощая энергию. Но команда хочет чего-то более универсального, способного выдерживать различные типы ударов с одинаковой эффективностью.

Чтобы добиться этого, они начали с сотовой конструкции, но позже добавили специальные корректировки – небольшие узлы, как меха аккордеона. Эти узлы предназначены для управления тем, как сотовая структура разрушается под действием силы, позволяя ей плавно поглощать вибрации, возникающие при различных ударах, будь то быстрые и жесткие или медленные и мягкие.

Это не просто теория. Исследовательская группа протестировала свою разработку в лаборатории, сжимая свой инновационный амортизирующий материал под мощными машинами, чтобы продемонстрировать его эффективность. Что еще более важно, этот высокотехнологичный амортизирующий материал можно производить с помощью коммерческих 3D-принтеров, что делает его пригодным для широкого спектра применений.

Влияние появления этого амортизирующего материала огромно. Для спортсменов это означает потенциально более безопасное снаряжение, которое может снизить риск столкновений и травм при падении. Для обычных людей это означает, что велосипедные шлемы могут обеспечить лучшую защиту в случае аварий. В более широком мире эта технология может улучшить все: от защитных ограждений на автомагистралях до методов упаковки, которые мы используем для перевозки хрупких товаров.