Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере и Национальной лаборатории Сандия в США запустили революционную разработку.амортизирующий материалЭто прорывная разработка, способная изменить ситуацию в сфере безопасности 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 удар, но и поглощать большую часть силы, изменяя свою форму, тем самым играя более интеллектуальную роль.
Именно этого и добилась эта команда. Результаты их исследования были подробно опубликованы в научном журнале Advanced Material Technology, где рассматривается, как можно превзойти характеристики...традиционные пенопластовые материалыТрадиционные пеноматериалы хорошо себя зарекомендовали, пока их не сожмешь 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, используя компьютерные алгоритмы для разработки конструкции, учитывающей не только сам материал, но и его расположение. 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 эластомерМатериалы для 3D-печати позволяют создавать сотовую решетчатую структуру, 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 затем добавили специальные корректировки – небольшие изгибы, как у гармошки. Эти изгибы призваны контролировать, 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 и подвергла инновационный амортизирующий материал воздействию мощных машин, 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 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.
Дата публикации: 14 марта 2024 г.