Výzkumníci z University of Colorado Boulder a Sandia National Laboratory vyvinuli revoluční...materiál tlumící nárazy, což je průlomový vývoj, který může změnit bezpečnost produktů od sportovního vybavení až po dopravu.
Tento nově navržený materiál tlumící nárazy je schopen odolat značným nárazům a brzy by mohl být integrován do fotbalového vybavení, cyklistických přileb a dokonce i použit v obalech k ochraně choulostivých předmětů během přepravy.
Představte si, že tento materiál tlumící nárazy dokáže nejen tlumit nárazy, ale také absorbovat více síly změnou svého tvaru, a tím pádem fungovat inteligentněji.
Přesně toho se tomuto týmu podařilo dosáhnout. 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 i předtím, než je příliš stlačíme.
Pěna je všude. Nachází se v polštářích, na kterých odpočíváme, v helmách, které nosíme, a v obalech, které zajišťují bezpečnost našich produktů při online nakupování. Pěna má však i svá omezení. Pokud je příliš stlačena, nebude již měkká a elastická a její absorpční schopnost se bude postupně snižovat.
Výzkumníci z University of Colorado Boulder a Sandia National Laboratory provedli hloubkový výzkum struktury materiálů tlumících nárazy a navrhli design, který se netýká pouze samotného materiálu, ale také jeho uspořádání pomocí počítačových algoritmů. Tento tlumicí materiál dokáže absorbovat přibližně šestkrát více energie než standardní pěna a o 25 % více energie než jiné přední technologie.
Tajemství spočívá v geometrickém tvaru materiálu tlumícího nárazy. Princip fungování tradičních tlumicích materiálů spočívá ve stlačení všech drobných prostorů v pěně k sobě, aby se absorbovala energie. Výzkumníci použilitermoplastický polyuretanový elastomerový materiálpro 3D tisk, vytvoření mřížkové struktury podobné voštinové plástve, která se při nárazu kontrolovaně zhroutí, a tím efektivněji absorbuje energii. Tým však chce něco univerzálnějšího, schopného zvládat různé typy nárazů se stejnou účinností.
Aby toho dosáhli, začali s voštinovou konstrukcí, ale později přidali speciální úpravy – malé uzly podobné harmonikovým měchům. Tyto uzly jsou navrženy tak, aby řídily, jak se voštinová struktura pod vlivem síly hroutí, a umožnily jí plynule absorbovat vibrace generované různými nárazy, ať už rychlými a silnými, nebo pomalými a měkkými.
Nejde jen o teorii. Výzkumný tým otestoval svůj návrh v laboratoři a stlačil svůj inovativní materiál tlumící nárazy pod výkonnými stroji, aby prokázal jeho účinnost. A co je důležitější, tento high-tech tlumicí materiál lze vyrábět pomocí komerčních 3D tiskáren, takže 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 kolizí a zranění při pádu. Pro běžné lidi to znamená, že cyklistické helmy mohou poskytnout lepší ochranu při nehodách. V širším světě může tato technologie vylepšit vše od bezpečnostních zábran na dálnicích až po metody balení, které používáme k přepravě křehkého zboží.
Čas zveřejnění: 4. září 2024