Исследователи разработали новый тип амортизирующего материала на основе термопластичного полиуретанового эластомера (ТПУ).

Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере и Национальной лаборатории Сандия разработали революционное решение.амортизирующий материалЭто революционная разработка, способная изменить безопасность самых разных товаров, от спортивного оборудования до транспортных средств.

Этот недавно разработанный амортизирующий материал способен выдерживать значительные удары и вскоре может быть интегрирован в футбольную экипировку, велосипедные шлемы и даже использоваться в упаковке для защиты хрупких предметов во время транспортировки.

Представьте, что этот амортизирующий материал может не только смягчать удары, но и поглощать большую силу, изменяя свою форму, тем самым действуя более интеллектуально.

Именно этого и добилась эта команда. Результаты их исследования были подробно опубликованы в научном журнале Advanced Material Technology, где рассматривается, как можно превзойти характеристики традиционных пеноматериалов. Традиционные пеноматериалы показывают хорошие результаты до тех пор, пока их не сожмут слишком сильно.

Пенопласт повсюду. Он используется в подушках, на которых мы отдыхаем, в шлемах, которые мы носим, ​​и в упаковке, обеспечивающей безопасность товаров, приобретенных в интернет-магазине. Однако у пенопласта есть и свои ограничения. Если его слишком сильно сжать, он перестанет быть мягким и эластичным, и его амортизирующие свойства постепенно снизятся.

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

Секрет кроется в геометрической форме амортизирующего материала. Принцип работы традиционных демпфирующих материалов заключается в сжатии всех мельчайших полостей в пене для поглощения энергии. Исследователи использовалитермопластичный полиуретановый эластомерный материалДля 3D-печати требуется создание сотообразной решетчатой ​​структуры, которая контролируемым образом разрушается при ударе, тем самым более эффективно поглощая энергию. Но команда хочет создать нечто более универсальное, способное с одинаковой эффективностью выдерживать различные типы ударов.

Для достижения этой цели они начали с сотовой конструкции, но позже добавили специальные элементы — небольшие узелки, похожие на гофрированные меха. Эти узелки предназначены для контроля того, как сотовая структура разрушается под действием силы, позволяя ей плавно поглощать вибрации, возникающие при различных ударах, будь то быстрые и сильные или медленные и мягкие.

Это не просто теория. Исследовательская группа протестировала свою разработку в лаборатории, сжимая 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 при авариях. В более широком смысле эта технология может улучшить все: от защитных ограждений на автомагистралях до методов упаковки, используемых для транспортировки хрупких товаров.