Onderzoekers van de Universiteit van Colorado Boulder en het Sandia National Laboratory in de Verenigde Staten hebben een revolutionairschokabsorberend materiaal, een baanbrekende ontwikkeling die de veiligheid van producten van sportuitrusting tot transport kan verbeteren.
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 de impact kan verzachten, maar ook meer kracht kan absorberen door van vorm te veranderen en dus een intelligentere rol te spelen.
Dit is precies wat dit team heeft bereikt. Hun onderzoek werd gedetailleerd gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Material Technology, waarin werd onderzocht hoe we de prestaties vantraditionele schuimmaterialenTraditionele schuimmaterialen presteren goed voordat ze te hard worden samengedrukt.
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. Met behulp van computeralgoritmen hebben ze een ontwerp ontwikkeld dat niet alleen is afgestemd op het materiaal zelf, maar ook op de manier waarop het materiaal is geplaatst. 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 polyurethaanelastomeerMaterialen voor 3D-printen om een honingraatachtige roosterstructuur te creëren die gecontroleerd instort bij impact, waardoor energie effectiever wordt geabsorbeerd. Maar het team wil iets universeels dat verschillende soorten impact met dezelfde efficiëntie kan verwerken.
Om dit te bereiken, begonnen ze met een honingraatontwerp, maar voegden ze vervolgens speciale aanpassingen toe – kleine kronkels zoals bij een accordeondoos. Deze knikken zijn bedoeld om te controleren hoe de honingraatstructuur onder druk instort, waardoor deze de trillingen van verschillende impacts soepel kan absorberen, of deze 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 te bewijzen. 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. Wereldwijd kan deze technologie alles verbeteren, van vangrails op snelwegen tot de verpakkingsmethoden die we gebruiken om kwetsbare goederen te vervoeren.
Plaatsingstijd: 14-03-2024