Οι ερευνητές του Εθνικού Εργαστηρίου του Πανεπιστημίου του Κολοράντο Boulder και Sandia στις Ηνωμένες Πολιτείες έχουν ξεκινήσει έναν επαναστατικόυλικό απορρόφησης σοκ, η οποία είναι μια σημαντική ανάπτυξη που μπορεί να αλλάξει την ασφάλεια των προϊόντων από τον αθλητικό εξοπλισμό στη μεταφορά.
Αυτό το πρόσφατα σχεδιασμένο υλικό απορρόφησης από σοκ μπορεί να αντέξει σημαντικές επιπτώσεις και σύντομα μπορεί να ενσωματωθεί στον εξοπλισμό ποδοσφαίρου, στα 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 να μαξιλέψει τον αντίκτυπο, αλλά και να απορροφήσει περισσότερη δύναμη αλλάζοντας το σχήμα του, παίζοντας έτσι έναν πιο έξυπνο ρόλο.
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 τουπαραδοσιακά υλικά 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 του Πανεπιστημίου του Κολοράντο Boulder και του Εθνικού Εργαστηρίου της Sandia διεξήγαγαν σε βάθος έρευνα σχετικά με τη δομή των υλικών απορρόφησης σοκ, 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 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 ελαστομερές πολυουρεθάνηςΥλικά για 3D εκτύπωση για να δημιουργηθεί μια κηρήθρα όπως η δομή πλέγματος που καταρρέει με ελεγχόμενο τρόπο όταν υποβάλλεται σε κρούση, με αποτέλεσμα να απορροφά πιο αποτελεσματικά την ενέργεια. Αλλά η ομάδα θέλει κάτι πιο καθολικό που μπορεί να χειριστεί διάφορους τύπους επιπτώσεων με την ίδια απόδοση.
Για να επιτευχθεί αυτό, ξεκίνησαν με ένα σχεδιασμό κηρήθρας, αλλά στη συνέχεια πρόσθεσαν ειδικές προσαρμογές - μικρές ανατροπές σαν ένα κιβώτιο ακορντεόν. Αυτές οι συστροφές στοχεύουν στον έλεγχο του τρόπου με τον οποίο η δομή της κηρήθρας καταρρέει υπό τη βία, επιτρέποντάς του να απορροφά ομαλά τις δονήσεις που παράγονται από διάφορες επιπτώσεις, είτε είναι γρήγορες και σκληρές ή αργές και μαλακές.
Αυτό δεν είναι μόνο θεωρητικό. Η ερευνητική ομάδα εξέτασε το σχεδιασμό τους στο εργαστήριο και έσπρωξε 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. Στον 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: Μαρ-14-2024