Onderzoekers van de Universiteit van Colorado Boulder en het Sandia National Laboratory hebben een revolutionaire methode ontwikkeld.schokabsorberend materiaalDit is een baanbrekende ontwikkeling die de veiligheid van producten, van sportartikelen tot transportmiddelen, ingrijpend kan veranderen.
Dit nieuw ontwikkelde schokabsorberende materiaal is bestand tegen aanzienlijke schokken en kan binnenkort worden toegepast in voetbaluitrusting, fietshelmen en zelfs in verpakkingen om delicate artikelen tijdens transport te beschermen.
Stel je voor dat dit schokabsorberende materiaal niet alleen schokken kan opvangen, maar ook meer kracht kan absorberen door van vorm te veranderen, en zo slimmer te werk gaat.
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 totdat ze te hard worden samengedrukt.
Schuim is overal. Je vindt het in de kussens waarop we rusten, de helmen die we dragen en de verpakking die de veiligheid van onze online aankopen garandeert. Schuim heeft echter ook zijn beperkingen. Als het te veel wordt samengedrukt, verliest het zijn zachtheid en elasticiteit en neemt het schokabsorberend vermogen geleidelijk af.
Onderzoekers van de Universiteit van Colorado 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 rangschikking ervan met behulp van computeralgoritmes. 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 het samenpersen van alle kleine ruimtes in het schuim om energie te absorberen. Onderzoekers gebruiktenthermoplastisch polyurethaan-elastomeermateriaalVoor 3D-printen wordt een honingraatachtige structuur gecreëerd die bij impact gecontroleerd instort en daardoor energie effectiever absorbeert. Maar het team wil iets universeels, dat verschillende soorten impacts met dezelfde efficiëntie kan opvangen.
Om dit te bereiken, begonnen ze met een honingraatstructuur, maar voegden later speciale aanpassingen toe – kleine knoopjes zoals bij een accordeonbalg. Deze knoopjes zijn ontworpen om te bepalen hoe de honingraatstructuur inklapt onder invloed van kracht, waardoor deze de trillingen die ontstaan door verschillende schokken, of die nu snel en hard of langzaam en zacht zijn, soepel kan absorberen.
Dit is niet alleen theoretisch. Het onderzoeksteam heeft hun ontwerp in het laboratorium getest door hun innovatieve schokabsorberende materiaal onder krachtige machines samen te persen 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 ontwikkeling 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 ongelukken. In bredere zin kan deze technologie alles verbeteren, van vangrails op snelwegen tot de verpakkingsmethoden die we gebruiken voor het vervoer van kwetsbare goederen.
Geplaatst op: 04-09-2024