Οι ερευνητές από το Εθνικό Εργαστήριο του Πανεπιστημίου του Κολοράντο Boulder και Sandia έχουν αναπτύξει έναν επαναστατικόυλικό απορρόφησης σοκ, η οποία είναι μια πρωτοποριακή εξέλιξη που μπορεί να αλλάξει την ασφάλεια των προϊόντων που κυμαίνονται από τον αθλητικό εξοπλισμό έως τη μεταφορά.
Αυτό το πρόσφατα σχεδιασμένο υλικό απορρόφησης σοκ είναι ικανό να αντέξει σημαντικές επιπτώσεις και σύντομα μπορεί να ενσωματωθεί σε ποδοσφαιρικό εξοπλισμό, κράνη ποδηλάτων και ακόμη και να χρησιμοποιηθεί στη συσκευασία για την προστασία λεπτών αντικειμένων κατά τη μεταφορά.
Φανταστείτε ότι αυτό το υλικό απορρόφησης από σοκ μπορεί όχι μόνο τις επιπτώσεις του μαξιλαριού, αλλά και να απορροφήσει περισσότερη δύναμη αλλάζοντας το σχήμα του, ενεργώντας έτσι πιο έξυπνα.
Αυτό είναι ακριβώς αυτό που έχει επιτύχει αυτή η ομάδα. Η έρευνά τους δημοσιεύθηκε λεπτομερώς στο Academic Journal Advanced Material Technology, διερευνώντας τον τρόπο με τον οποίο μπορούμε να ξεπεράσουμε την απόδοση των παραδοσιακών υλικών αφρού. Τα παραδοσιακά υλικά αφρού εκτελούνται πολύ πριν συμπιεσθούν πολύ σκληρά.
Ο αφρός είναι παντού. Υπάρχει στα μαξιλάρια που στηρίζουμε, τα κράνη που φορούμε και τη συσκευασία που εξασφαλίζει την ασφάλεια των ηλεκτρονικών μας προϊόντων αγορών. Ωστόσο, ο αφρός έχει επίσης τους περιορισμούς του. Εάν είναι συμπιεσμένο πάρα πολύ, δεν θα είναι πλέον μαλακό και ελαστικό και η απόδοση απορρόφησης επιπτώσεων θα μειωθεί σταδιακά.
Οι ερευνητές από το Εθνικό Εργαστήριο του Πανεπιστημίου του Κολοράντο Boulder και Sandia διεξήγαγαν σε βάθος έρευνα σχετικά με τη δομή των υλικών απορρόφησης σοκ και πρότειναν ένα σχέδιο που δεν σχετίζεται μόνο με το ίδιο το υλικό, αλλά και με τη ρύθμιση του χρησιμοποιώντας αλγόριθμους υπολογιστή. 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 έγκειται στο γεωμετρικό σχήμα του υλικού απορρόφησης σοκ. Η αρχή λειτουργίας των παραδοσιακών υλικών απόσβεσης είναι να συμπιέσει όλους τους μικροσκοπικούς χώρους του αφρού μαζί για να απορροφήσουν την ενέργεια. Οι ερευνητές χρησιμοποίησανθερμοπλαστικό υλικό ελαστομερούς πολυουρεθάνηςΓια 3D εκτύπωση, δημιουργώντας μια κηρήθρα σαν δομή πλέγματος που καταρρέει με ελεγχόμενο τρόπο όταν επηρεάζεται, με αποτέλεσμα να απορροφά πιο αποτελεσματικά την ενέργεια. Αλλά η ομάδα θέλει κάτι πιο καθολικό, ικανό να χειριστεί διάφορους τύπους επιπτώσεων με την ίδια απόδοση.
Για να επιτευχθεί αυτό, ξεκίνησαν με ένα σχεδιασμό κηρήθρας, αλλά αργότερα πρόσθεσαν ειδικές προσαρμογές - μικρούς κόμβους όπως ακορντεόν φυσητήρες. Αυτοί οι κόμβοι έχουν σχεδιαστεί για να ελέγχουν τον τρόπο με τον οποίο η δομή της κηρήθρας καταρρέει κάτω από τη δύναμη, επιτρέποντάς του να απορροφά ομαλά τις δονήσεις που παράγονται από διάφορες επιπτώσεις, είτε γρήγορες και σκληρές ή αργές.
Αυτό δεν είναι μόνο θεωρητικό. Η ερευνητική ομάδα εξέτασε το σχεδιασμό τους στο εργαστήριο, συμπιέζοντας το καινοτόμο υλικό απορρόφησης του σοκ κάτω από ισχυρές μηχανές για να αποδείξει την αποτελεσματικότητά του. Το πιο σημαντικό είναι ότι αυτό το υλικό υψηλής τεχνολογίας μπορεί να παραχθεί χρησιμοποιώντας εμπορικούς 3D εκτυπωτές, καθιστώντας το κατάλληλο για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Ο αντίκτυπος της γέννησης αυτού του υλικού απορρόφησης σοκ είναι τεράστιος. Για τους αθλητές, αυτό σημαίνει δυνητικά ασφαλέστερο εξοπλισμό που μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο σύγκρουσης και τραυματισμών πτώσης. Για τους απλούς ανθρώπους, αυτό σημαίνει ότι τα κράνη ποδηλάτων 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 μέχρι τις μεθόδους συσκευασίας που χρησιμοποιούμε για τη μεταφορά εύθραυστων αγαθών.
Χρόνος δημοσίευσης: SEP-04-2024