Onderzoekers van de Universiteit van Colorado Boulder en Sandia National Laboratory hebben een revolutionair ontwikkeldschok-absorberend materiaal, wat een baanbrekende ontwikkeling is die de veiligheid van producten kan veranderen, variërend van sportuitrusting tot transport.
Dit nieuw ontworpen schok-absorberende materiaal is in staat om significante effecten te verzachten en kan binnenkort worden geïntegreerd in voetbalapparatuur, fietshelmen en zelfs worden gebruikt in verpakkingen om delicate items tijdens transport te beschermen.
Stel je voor dat dit schokabsorberende materiaal niet alleen de effecten van het kussen kan, maar ook meer kracht absorbeert door van vorm te veranderen, waardoor ze intelligenter worden.
Dit is precies wat dit team heeft bereikt. Hun onderzoek werd in detail gepubliceerd in de Academic Journal Advanced Material Technology en onderzocht hoe we de prestaties van traditionele schuimmaterialen kunnen overtreffen. Traditionele schuimmaterialen presteren goed voordat ze te hard worden geperst.
Schuim is overal. Het bestaat in de kussens waar we op rusten, de helmen die we dragen en de verpakking die de veiligheid van onze online winkelproducten waarborgt. Schuim heeft echter ook zijn beperkingen. Als het te veel wordt geperst, zal het niet langer zacht en elastisch zijn en zullen de impactabsorptieprestaties geleidelijk afnemen.
Onderzoekers van de University of Colorado Boulder en Sandia National Laboratory hebben diepgaand onderzoek gedaan naar de structuur van schok-absorberende materialen en een ontwerp voorgesteld dat niet alleen gerelateerd is aan het materiaal zelf, maar ook aan de opstelling 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 ligt in de geometrische vorm van het schokabsorberende materiaal. Het werkende principe van traditionele dempingsmaterialen is om alle kleine ruimtes in het schuim samen te persen om energie te absorberen. Onderzoekers gebruiktenthermoplastisch polyurethaan elastomeer materiaalVoor 3D -printen is het creëren van een honingraat zoals roosterstructuur die op een gecontroleerde manier instort wanneer het wordt beïnvloed, waardoor de energie effectiever wordt geabsorbeerd. Maar het team wil iets meer universeels, in staat om verschillende soorten effecten met dezelfde efficiëntie aan te kunnen.
Om dit te bereiken, begonnen ze met een honingraatontwerp, maar voegden later speciale aanpassingen toe - kleine knopen zoals accordeonbalg. Deze knopen zijn ontworpen om te regelen hoe de honingraatstructuur onder kracht instort, waardoor deze de trillingen gegenereerd door verschillende effecten soepel kan absorberen, snel en hard of langzaam en zacht.
Dit is niet alleen theoretisch. Het onderzoeksteam testte hun ontwerp in het laboratorium en kneep hun innovatieve schokabsorberend materiaal onder krachtige machines om de effectiviteit ervan aan te tonen. Wat nog belangrijker is, dit hightech dempingsmateriaal kan worden geproduceerd met behulp van 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 veiliger apparatuur die het risico op botsing en valletsel 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 fragiele goederen te transporteren.
Posttijd: SEP-04-2024