Onderzoekers van de Universiteit van Colorado Boulder en Sandia National Laboratory hebben een revolutionaireschokabsorberend materiaal, een baanbrekende ontwikkeling die de veiligheid van producten variërend van sportuitrusting tot vervoer kan veranderen.
Dit nieuw ontworpen schokabsorberende materiaal kan grote schokken weerstaan en kan binnenkort worden verwerkt in voetbaluitrustingen, fietshelmen en zelfs in verpakkingen om kwetsbare items te beschermen tijdens transport.
Stel je voor dat dit schokabsorberende materiaal niet alleen een klap kan opvangen, maar ook meer kracht kan absorberen door van vorm te veranderen en dus slimmer te werken.
Dit is precies wat dit team heeft bereikt. Hun onderzoek is gedetailleerd gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Material Technology, waarin wordt onderzocht hoe we de prestaties van traditionele schuimmaterialen kunnen overtreffen. Traditionele schuimmaterialen presteren goed voordat ze te hard worden uitgeperst.
Schuim is overal. Het zit in de kussens waar we op rusten, de helmen die we dragen en de verpakkingen die de veiligheid van onze online aankopen garanderen. Schuim heeft echter ook zijn beperkingen. Als het te hard wordt samengedrukt, is het niet langer zacht en elastisch en neemt de schokabsorptie geleidelijk af.
Onderzoekers van de Universiteit van Colorado in Boulder en het Sandia National Laboratory hebben diepgaand onderzoek gedaan naar de structuur van schokabsorberende materialen en een ontwerp voorgesteld dat niet alleen betrekking heeft op het materiaal zelf, maar ook op de manier waarop het met behulp van computeralgoritmen is samengesteld. Dit dempingsmateriaal kan ongeveer zes keer meer energie absorberen dan standaardschuim en 25% meer energie dan andere toonaangevende technologieën.
Het geheim schuilt in de geometrische vorm van het schokabsorberende materiaal. Het werkingsprincipe van traditionele dempingsmaterialen is om alle kleine ruimtes in het schuim samen te drukken om energie te absorberen. Onderzoekers gebruiktenthermoplastisch polyurethaanelastomeermateriaalVoor 3D-printen, waarbij een honingraatachtige roosterstructuur wordt gecreëerd die gecontroleerd instort bij een impact, waardoor energie effectiever wordt geabsorbeerd. Maar het team wil iets universeels, dat verschillende soorten impacts met dezelfde efficiëntie kan verwerken.
Om dit te bereiken, begonnen ze met een honingraatontwerp, maar voegden later speciale aanpassingen toe – kleine knopen, zoals een accordeonbalg. Deze knopen zijn ontworpen om te bepalen hoe de honingraatstructuur onder druk instort, waardoor deze de trillingen van verschillende schokken, of ze nu snel en hard of langzaam en zacht zijn, soepel kan absorberen.
Dit is niet alleen theoretisch. Het onderzoeksteam testte hun ontwerp in het laboratorium en testte hun innovatieve schokabsorberende materiaal onder krachtige machines om de effectiviteit ervan aan te tonen. Belangrijker nog, dit hightech dempingsmateriaal kan worden geproduceerd met commerciële 3D-printers, waardoor het geschikt is voor een breed scala aan toepassingen.
De impact van de komst van dit schokabsorberende materiaal is enorm. Voor sporters betekent dit potentieel veiligere uitrusting die het risico op botsingen en valpartijen kan verminderen. Voor gewone mensen betekent dit dat fietshelmen betere bescherming kunnen bieden bij ongevallen. In de bredere wereld kan deze technologie alles verbeteren, van vangrails op snelwegen tot de verpakkingsmethoden die we gebruiken om kwetsbare goederen te vervoeren.
Plaatsingstijd: 04-09-2024