Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере и Национальной лаборатории Сандии в США запустили революционную программу.амортизирующий материал, что является прорывной разработкой, способной изменить безопасность продукции – от спортивного инвентаря до транспорта.
Этот недавно разработанный амортизирующий материал способен выдерживать значительные удары и вскоре может быть использован в футбольном снаряжении, велосипедных шлемах и даже в упаковке для защиты хрупких предметов во время транспортировки.
Представьте себе, что этот амортизирующий материал может не только смягчить удар, но и поглотить большую силу, изменив свою форму, тем самым играя более интеллектуальную роль.
Это именно то, чего добилась эта команда. Их исследование было подробно опубликовано в академическом журнале Advanced Material Technology, в котором изучалось, как мы можем превзойти производительностьтрадиционные пенопластовые материалы. Традиционные пенопластовые материалы хорошо работают, даже если их не сжимать слишком сильно.
Пена повсюду. Он присутствует в подушках, на которых мы отдыхаем, в шлемах, которые мы носим, и в упаковке, обеспечивающей безопасность наших товаров, совершаемых в Интернете. Однако у пенопласта есть и свои ограничения. Если его сжать слишком сильно, он перестанет быть мягким и эластичным, и его характеристики поглощения ударов постепенно снизятся.
Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере и Национальной лаборатории Сандии провели углубленное исследование структуры амортизирующих материалов, используя компьютерные алгоритмы, чтобы предложить конструкцию, которая связана не только с самим материалом, но и с расположением материал. Этот демпфирующий материал может поглощать примерно в шесть раз больше энергии, чем стандартный пенопласт, и на 25% больше энергии, чем другие ведущие технологии.
Секрет кроется в геометрической форме амортизирующего материала. Принцип работы традиционных демпфирующих материалов заключается в сжатии всех крошечных пространств пены вместе для поглощения энергии. Исследователи использовалитермопластичный полиуретановый эластомерматериалы для 3D-печати для создания сотовой решетчатой структуры, которая контролируемым образом разрушается при воздействии удара, тем самым более эффективно поглощая энергию. Но команде нужно что-то более универсальное, способное с одинаковой эффективностью справляться с различными типами воздействий.
Чтобы добиться этого, они начали с сотовой конструкции, но затем добавили специальные корректировки — небольшие повороты, как у гармошки. Целью этих изломов является контроль того, как сотовая структура разрушается под действием силы, что позволяет ей плавно поглощать вибрации, возникающие в результате различных ударов, будь то быстрые и сильные или медленные и мягкие.
Это не просто теоретически. Исследовательская группа проверила свою конструкцию в лаборатории и подвергла инновационному амортизирующему материалу мощным машинам, чтобы доказать 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 рождения этого амортизирующего материала огромно. Для спортсменов это означает потенциально более безопасное оборудование, 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 мире эта технология может улучшить все: от барьеров безопасности на автомагистралях до методов упаковки, которые мы используем для перевозки хрупких товаров.
Время публикации: 14 марта 2024 г.