Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο στο Μπόλντερ και το Εθνικό Εργαστήριο Σάντια στις Ηνωμένες Πολιτείες ξεκίνησαν μια επαναστατική...υλικό απορρόφησης κραδασμών, η οποία αποτελεί μια πρωτοποριακή εξέλιξη που μπορεί να αλλάξει την ασφάλεια προϊόντων, από τον αθλητικό εξοπλισμό έως τις μεταφορές.
Αυτό το πρόσφατα σχεδιασμένο υλικό απορρόφησης κραδασμών μπορεί να αντέξει σημαντικές κρούσεις και σύντομα μπορεί να ενσωματωθεί σε ποδοσφαιρικό εξοπλισμό, κράνη ποδηλάτων, ακόμη και να χρησιμοποιηθεί σε συσκευασίες για την προστασία ευαίσθητων αντικειμένων κατά τη μεταφορά.
Φανταστείτε ότι αυτό το υλικό απορρόφησης κραδασμών μπορεί όχι μόνο να απορροφήσει την πρόσκρουση, αλλά και να απορροφήσει περισσότερη δύναμη αλλάζοντας το σχήμα του, παίζοντας έτσι έναν πιο έξυπνο ρόλο.
Αυτό ακριβώς πέτυχε αυτή η ομάδα. Η έρευνά τους δημοσιεύτηκε λεπτομερώς στο ακαδημαϊκό περιοδικό Advanced Material Technology, διερευνώντας πώς μπορούμε να ξεπεράσουμε την απόδοση τωνπαραδοσιακά αφρώδη υλικάΤα παραδοσιακά αφρώδη υλικά έχουν καλή απόδοση πριν συμπιεστούν πολύ δυνατά.
Ο αφρός υπάρχει παντού. Υπάρχει στα μαξιλάρια στα οποία στηριζόμαστε, στα κράνη που φοράμε και στη συσκευασία που διασφαλίζει την ασφάλεια των προϊόντων που ψωνίζουμε ηλεκτρονικά. Ωστόσο, ο αφρός έχει και τους περιορισμούς του. Εάν πιεστεί πολύ, δεν θα είναι πλέον μαλακός και ελαστικός και η απόδοσή του στην απορρόφηση κραδασμών θα μειωθεί σταδιακά.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο στο Μπόλντερ και το Εθνικό Εργαστήριο Σάντια διεξήγαγαν εις βάθος έρευνα σχετικά με τη δομή των υλικών απορρόφησης κραδασμών, χρησιμοποιώντας αλγόριθμους υπολογιστών για να προτείνουν ένα σχέδιο που δεν σχετίζεται μόνο με το ίδιο το υλικό, αλλά και με τη διάταξη του υλικού. 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 απορρόφησης κραδασμών. Η αρχή λειτουργίας των παραδοσιακών υλικών απόσβεσης είναι η συμπίεση όλων των μικροσκοπικών κενών στον αφρό για την απορρόφηση ενέργειας. Οι ερευνητές χρησιμοποίησανθερμοπλαστικό ελαστομερές πολυουρεθάνηςυλικά για τρισδιάστατη εκτύπωση για να δημιουργήσουν μια δομή πλέγματος που μοιάζει με κηρήθρα και καταρρέει ελεγχόμενα όταν υπόκειται σε κρούση, απορροφώντας έτσι ενέργεια πιο αποτελεσματικά. Αλλά η ομάδα θέλει κάτι πιο καθολικό που να μπορεί να χειριστεί διάφορους τύπους κρούσεων με την ίδια αποτελεσματικότητα.
Για να το πετύχουν αυτό, ξεκίνησαν με ένα σχέδιο κηρήθρας, αλλά στη συνέχεια πρόσθεσαν ειδικές προσαρμογές - μικρές στροφές σαν κουτί ακορντεόν. Αυτές οι στροφές στοχεύουν στον έλεγχο του τρόπου με τον οποίο η δομή της κηρήθρας καταρρέει υπό την επίδραση της δύναμης, επιτρέποντάς της να απορροφά ομαλά τους κραδασμούς που παράγονται από διάφορες κρούσεις, είτε αυτές είναι γρήγορες και δυνατές είτε αργές και απαλές.
Αυτό δεν είναι απλώς θεωρητικό. Η ερευνητική ομάδα δοκίμασε τον σχεδιασμό της στο εργαστήριο και εφάρμοσε το καινοτόμο υλικό απορρόφησης κραδασμών σε ισχυρά μηχανήματα για να αποδείξει την αποτελεσματικότητά του. Το πιο σημαντικό είναι ότι 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 απορρόφησης κραδασμών είναι τεράστιος. Για τους αθλητές, αυτό σημαίνει δυνητικά ασφαλέστερο εξοπλισμό που μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο σύγκρουσης και τραυματισμών από πτώση. Για τους απλούς ανθρώπους, αυτό σημαίνει ότι τα κράνη ποδηλάτου μπορούν να παρέχουν καλύτερη προστασία σε ατυχήματα. Στον ευρύτερο κόσμο, αυτή η τεχνολογία μπορεί να βελτιώσει τα πάντα, από τα προστατευτικά κιγκλιδώματα στους αυτοκινητόδρομους έως τις μεθόδους συσκευασίας που χρησιμοποιούμε για τη μεταφορά εύθραυστων αγαθών.
Ώρα δημοσίευσης: 14 Μαρτίου 2024