Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Boulder και το Εθνικό Εργαστήριο Sandia στις Ηνωμένες Πολιτείες έχουν ξεκινήσει μια επαναστατικήυλικό που απορροφά τους κραδασμούς, η οποία είναι μια σημαντική εξέλιξη που μπορεί να αλλάξει την ασφάλεια των προϊόντων από αθλητικό εξοπλισμό στη μεταφορά.
Αυτό το πρόσφατα σχεδιασμένο υλικό απορρόφησης κραδασμών μπορεί να αντέξει σημαντικά χτυπήματα 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 απορροφητικό υλικό όχι μόνο μπορεί να μειώσει την κρούση, αλλά και να απορροφήσει περισσότερη δύναμη αλλάζοντας το σχήμα του, παίζοντας έτσι έναν πιο έξυπνο ρόλο.
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 τουπαραδοσιακά αφρώδη υλικά.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, χρησιμοποιώντας αλγόριθμους υπολογιστών για να προτείνουν ένα σχέδιο που δεν σχετίζεται μόνο με το ίδιο το υλικό, αλλά και με τη διάταξη του υλικό.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 πολυουρεθάνηςυλικά για τρισδιάστατη εκτύπωση για τη δημιουργία μιας δομής δικτυωτού τύπου κηρήθρας που καταρρέει με ελεγχόμενο τρόπο όταν υφίσταται κρούση, απορροφώντας έτσι πιο αποτελεσματικά την ενέργεια.Αλλά η ομάδα θέλει κάτι πιο καθολικό που 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 ρυθμίσεις – μικρές ανατροπές σαν κουτί ακορντεόν.Αυτές οι στροφές στοχεύουν στον έλεγχο του τρόπου με τον οποίο η δομή της κηρήθρας καταρρέει υπό τη δύναμη, επιτρέποντάς της να απορροφά ομαλά τους κραδασμούς που δημιουργούνται από διάφορες κρούσεις, είτε είναι γρήγορες και σκληρές είτε αργές και μαλακές.
Αυτό δεν είναι μόνο θεωρητικό.Η ερευνητική ομάδα δοκίμασε το σχέδιό τους στο εργαστήριο και στρίμωξε το καινοτόμο υλικό απορρόφησης κραδασμών 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.Στον 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: Μαρ-14-2024