Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Boulder και το Εθνικό Εργαστήριο Sandia ανέπτυξαν ένα επαναστατικόυλικό που απορροφά τους κραδασμούς, η οποία είναι μια πρωτοποριακή εξέλιξη που μπορεί να αλλάξει την ασφάλεια των προϊόντων που κυμαίνονται από αθλητικό εξοπλισμό έως τη μεταφορά.
Αυτό το πρόσφατα σχεδιασμένο υλικό απορρόφησης κραδασμών είναι ικανό να αντέχει σε σημαντικές κρούσεις και μπορεί σύντομα να ενσωματωθεί σε ποδοσφαιρικό εξοπλισμό, κράνη ποδηλάτων και ακόμη και να χρησιμοποιηθεί σε συσκευασίες για την προστασία ευαίσθητων αντικειμένων κατά τη μεταφορά.
Φανταστείτε ότι αυτό το υλικό που απορροφά τους κραδασμούς μπορεί όχι μόνο να μειώνει τις κρούσεις, αλλά και να απορροφά περισσότερη δύναμη αλλάζοντας το σχήμα του, ενεργώντας έτσι πιο έξυπνα.
Αυτό ακριβώς έχει πετύχει αυτή η ομάδα. Η έρευνά τους δημοσιεύτηκε λεπτομερώς στο ακαδημαϊκό περιοδικό Advanced Material Technology, διερευνώντας πώς μπορούμε να ξεπεράσουμε την απόδοση των παραδοσιακών αφρωδών υλικών. Τα παραδοσιακά αφρώδες υλικά έχουν καλή απόδοση πριν συμπιεστούν πολύ δυνατά.
Ο αφρός είναι παντού. Υπάρχει στα μαξιλάρια στα οποία στηριζόμαστε, στα κράνη που φοράμε και στη συσκευασία που διασφαλίζει την ασφάλεια των προϊόντων μας για online αγορές. Ωστόσο, ο αφρός έχει και τους περιορισμούς του. Εάν το πιέσετε πολύ, δεν θα είναι πλέον απαλό και ελαστικό και η απόδοση απορρόφησης κραδασμών θα μειωθεί σταδιακά.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Boulder και το Εθνικό Εργαστήριο Sandia διεξήγαγαν σε βάθος έρευνα για τη δομή των υλικών που απορροφούν κραδασμούς και πρότειναν ένα σχέδιο που δεν σχετίζεται μόνο με το ίδιο το υλικό, αλλά και με τη διάταξή του χρησιμοποιώντας αλγόριθμους υπολογιστών. Αυτό το υλικό απόσβεσης μπορεί να απορροφήσει περίπου έξι φορές περισσότερη ενέργεια από τον τυπικό αφρό και 25% περισσότερη ενέργεια από άλλες κορυφαίες τεχνολογίες.
Το μυστικό βρίσκεται στο γεωμετρικό σχήμα του υλικού που απορροφά τους κραδασμούς. Η αρχή λειτουργίας των παραδοσιακών υλικών απόσβεσης είναι να συμπιέζουν όλα τα μικροσκοπικά κενά στον αφρό για να απορροφήσουν ενέργεια. Οι ερευνητές χρησιμοποίησανθερμοπλαστικό ελαστομερές υλικό πολυουρεθάνηςγια τρισδιάστατη εκτύπωση, δημιουργώντας μια δικτυωτή δομή σαν κηρήθρα που καταρρέει με ελεγχόμενο τρόπο όταν κρούεται, απορροφώντας έτσι πιο αποτελεσματικά την ενέργεια. Αλλά η ομάδα θέλει κάτι πιο καθολικό, ικανό να χειρίζεται διάφορους τύπους κρούσεων με την ίδια αποτελεσματικότητα.
Για να το πετύχουν αυτό, ξεκίνησαν με ένα σχέδιο κηρήθρας, αλλά αργότερα πρόσθεσαν ειδικές ρυθμίσεις - μικρούς κόμπους όπως φυσούνα ακορντεόν. Αυτοί οι κόμβοι έχουν σχεδιαστεί για να ελέγχουν πώς η δομή της κηρήθρας καταρρέει υπό τη δύναμη, επιτρέποντάς της να απορροφά ομαλά τους κραδασμούς που δημιουργούνται από διάφορες κρούσεις, είτε γρήγορες και σκληρές είτε αργές και μαλακές.
Αυτό δεν είναι μόνο θεωρητικό. Η ερευνητική ομάδα δοκίμασε το σχέδιό τους στο εργαστήριο, συμπιέζοντας το καινοτόμο υλικό που απορροφά τους κραδασμούς κάτω από ισχυρά μηχανήματα για να αποδείξει την αποτελεσματικότητά του. Το πιο σημαντικό, αυτό το υψηλής τεχνολογίας υλικό απορρόφησης κραδασμών μπορεί να παραχθεί χρησιμοποιώντας εμπορικούς τρισδιάστατους εκτυπωτές, καθιστώντας το κατάλληλο για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Ο αντίκτυπος της γέννησης αυτού του υλικού που απορροφά τους κραδασμούς είναι τεράστιος. Για τους αθλητές, αυτό σημαίνει δυνητικά ασφαλέστερο εξοπλισμό που μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο τραυματισμών από σύγκρουση και πτώση. Για τους απλούς ανθρώπους, αυτό σημαίνει ότι τα κράνη ποδηλάτου μπορούν να παρέχουν καλύτερη προστασία σε ατυχήματα. Σε έναν ευρύτερο κόσμο, αυτή η τεχνολογία μπορεί να βελτιώσει τα πάντα, από τα εμπόδια ασφαλείας στους αυτοκινητόδρομους έως τις μεθόδους συσκευασίας που χρησιμοποιούμε για τη μεταφορά εύθραυστων εμπορευμάτων.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-04-2024