Vědci z University of Colorado Boulder a Sandia National Laboratory vyvinuli revolucionářmateriál tlumící nárazy, což je převratný vývoj, který může změnit bezpečnost produktů od sportovního vybavení po přepravu.
Tento nově navržený materiál tlumící nárazy je schopen odolat značným nárazům a může být brzy integrován do fotbalového vybavení, cyklistických přileb a dokonce použit v obalech na ochranu jemných předmětů během přepravy.
Představte si, že tento materiál tlumící nárazy dokáže nejen tlumit nárazy, ale také absorbovat větší sílu změnou svého tvaru, a tak působit inteligentněji.
To je přesně to, co tento tým dosáhl. Jejich výzkum byl podrobně publikován v akademickém časopise Advanced Material Technology a zkoumal, jak můžeme překonat výkon tradičních pěnových materiálů. Tradiční pěnové materiály fungují dobře, než budou příliš silně zmáčknuty.
Pěna je všude. Existuje v polštářích, na kterých odpočíváme, v přilbách, které nosíme, a v obalech, které zajišťují bezpečnost našich produktů online nakupování. Pěna má však také svá omezení. Pokud je zmáčknuto příliš, nebude již měkké a elastické a jeho schopnost tlumit nárazy postupně klesá.
Vědci z University of Colorado Boulder a Sandia National Laboratory provedli hloubkový výzkum struktury materiálů absorbujících nárazy a navrhli design, který se netýká pouze materiálu samotného, ale také jeho uspořádání pomocí počítačových algoritmů. Tento tlumící materiál dokáže absorbovat asi šestkrát více energie než standardní pěna a o 25 % více energie než jiné přední technologie.
Tajemství spočívá v geometrickém tvaru materiálu tlumícího nárazy. Funkčním principem tradičních tlumicích materiálů je stlačit všechny drobné prostory v pěně k sobě, aby absorbovaly energii. Výzkumníci použilitermoplastický polyuretanový elastomerový materiálpro 3D tisk, vytvoření mřížkové struktury podobné včelímu plástu, která se při nárazu kontrolovaně zhroutí, čímž efektivněji absorbuje energii. Tým ale chce něco univerzálnějšího, schopného zvládnout různé typy dopadů se stejnou účinností.
Aby toho dosáhli, začali s voštinovým designem, ale později přidali speciální úpravy – malé uzlíky jako měchy harmoniky. Tyto uzly jsou navrženy tak, aby kontrolovaly, jak se voštinová struktura hroutí pod silou, což jí umožňuje hladce absorbovat vibrace generované různými nárazy, ať už rychlými a tvrdými nebo pomalými a měkkými.
To není jen teoretické. Výzkumný tým testoval jejich design v laboratoři a mačkal jejich inovativní materiál tlumící nárazy pod výkonnými stroji, aby prokázal jeho účinnost. Ještě důležitější je, že tento high-tech tlumící materiál lze vyrábět pomocí komerčních 3D tiskáren, díky čemuž je vhodný pro širokou škálu aplikací.
Dopad zrodu tohoto materiálu tlumícího nárazy je obrovský. Pro sportovce to znamená potenciálně bezpečnější vybavení, které může snížit riziko kolize a zranění při pádu. Pro běžné lidi to znamená, že cyklistické přilby mohou poskytnout lepší ochranu při nehodách. V širším světě může tato technologie zlepšit vše od bezpečnostních bariér na dálnicích až po způsoby balení, které používáme k přepravě křehkého zboží.
Čas odeslání: září 04-2024