Onderzoekers van de Universiteit van Colorado Boulder en het Sandia National Laboratory hebben een revolutionair ontwikkeldschokabsorberend materiaal, een baanbrekende ontwikkeling die de veiligheid van producten, variërend van sportuitrusting tot transport, kan veranderen.
Dit nieuw ontworpen schokabsorberende materiaal is bestand tegen aanzienlijke schokken en kan binnenkort worden geïntegreerd in voetbaluitrusting, fietshelmen en zelfs worden gebruikt in verpakkingen om kwetsbare voorwerpen tijdens transport te beschermen.
Stel je voor dat dit schokabsorberende materiaal niet alleen schokken kan dempen, maar ook meer kracht kan absorberen door van vorm te veranderen, waardoor het intelligenter werkt.
Dit is precies wat dit team heeft bereikt. Hun onderzoek werd gedetailleerd gepubliceerd in het academische tijdschrift Advanced Material Technology, waarin werd onderzocht hoe we de prestaties van traditionele schuimmaterialen kunnen overtreffen. Traditionele schuimmaterialen presteren goed voordat ze te hard worden samengedrukt.
Schuim is overal. Het zit in de kussens waarop we rusten, de helmen die we dragen en de verpakking die de veiligheid van onze online winkelproducten garandeert. Schuim heeft echter ook zijn beperkingen. Als er te veel op wordt gedrukt, zal het niet langer zacht en elastisch zijn en zullen de impactabsorptieprestaties geleidelijk afnemen.
Onderzoekers van de Universiteit van Colorado Boulder en Sandia National Laboratory hebben diepgaand onderzoek gedaan naar de structuur van schokabsorberende materialen en een ontwerp voorgesteld dat niet alleen verband houdt met het materiaal zelf, maar ook met de rangschikking ervan met behulp van computeralgoritmen. 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 polyurethaan-elastomeer materiaalvoor 3D-printen, waarbij een honingraatachtige roosterstructuur ontstaat die bij een botsing op een gecontroleerde manier instort, waardoor energie effectiever wordt geabsorbeerd. Maar het team wil iets universelers, 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 accordeonbalgen. Deze knopen zijn ontworpen om te controleren hoe de honingraatstructuur onder kracht instort, waardoor deze soepel de trillingen kan absorberen die worden gegenereerd door verschillende schokken, of ze nu snel en hard of langzaam en zacht zijn.
Dit is niet alleen theoretisch. Het onderzoeksteam testte hun ontwerp in het laboratorium en perste hun innovatieve schokabsorberende materiaal onder krachtige machines om de effectiviteit ervan aan te tonen. Belangrijker nog is dat dit hightech dempingsmateriaal kan worden geproduceerd met commerciële 3D-printers, waardoor het geschikt is voor een breed scala aan toepassingen.
De impact van de geboorte van dit schokabsorberende materiaal is enorm. Voor atleten betekent dit potentieel veiligere uitrusting die het risico op botsingen en valletsels kan verminderen. Voor gewone mensen betekent dit dat fietshelmen een betere bescherming kunnen bieden bij ongevallen. In een bredere wereld kan deze technologie alles verbeteren, van veiligheidsbarrières op snelwegen tot de verpakkingsmethoden die we gebruiken om kwetsbare goederen te vervoeren.
Posttijd: 04-sep-2024