Onderzoekers van de Universiteit van Colorado Boulder en Sandia National Laboratory in de Verenigde Staten hebben een revolutionair gelanceerdschok-absorberend materiaal, wat een doorbraakontwikkeling is die de veiligheid van producten van sportuitrusting tot transport kan veranderen.
Dit nieuw ontworpen schokabsorberend materiaal kan significante effecten weerstaan 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 impact kan dempen, maar ook meer kracht kan absorberen door zijn vorm te veranderen, waardoor een intelligendere rol wordt gespeeld.
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 kunnen overtreffenTraditionele schuimmaterialen. 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 Universiteit van Colorado Boulder en het Sandia National Laboratory voerden diepgaand onderzoek uit naar de structuur van schokabsorberende materialen, met behulp van computeralgoritmen om een ontwerp voor te stellen dat niet alleen gerelateerd is aan het materiaal zelf, maar ook aan de opstelling van het materiaal. 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 elastomeerMaterialen voor 3D -printen om een honingraat zoals roosterstructuur te creëren die op een gecontroleerde manier instort wanneer ze worden onderworpen aan impact, waardoor energie effectiever wordt opgenomen. Maar het team wil iets meer universeels dat verschillende soorten effecten met dezelfde efficiëntie aankan.
Om dit te bereiken, begonnen ze met een honingraatontwerp, maar voegden vervolgens speciale aanpassingen toe - kleine wendingen zoals een accordeonbox. Deze knikken zijn bedoeld om te bepalen hoe de honingraatstructuur onder kracht instort, waardoor deze de trillingen gegenereerd door verschillende effecten soepel kan absorberen, 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 kneep hun innovatieve schokabsorberend materiaal onder krachtige machines om de effectiviteit ervan te bewijzen. 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 de bredere wereld kan deze technologie alles verbeteren, van veiligheidsbarrières op snelwegen tot de verpakkingsmethoden die we gebruiken om fragiele goederen te transporteren.
Posttijd: Mar-14-2024