Forskare från University of Colorado Boulder och Sandia National Laboratory har utvecklat en revolutionärstötdämpande material, vilket är en banbrytande utveckling som kan förändra säkerheten för produkter från sportutrustning till transport.
Detta nydesignade stötdämpande material kan motstå betydande stötar och kan snart integreras i fotbollsutrustning, cykelhjälmar och även användas i förpackningar för att skydda ömtåliga föremål under transport.
Föreställ dig att detta stötdämpande material inte bara kan dämpa stötar, utan också absorbera mer kraft genom att ändra sin form och därmed agera mer intelligent.
Det är precis vad det här laget har uppnått. Deras forskning publicerades i detalj i den akademiska tidskriften Advanced Material Technology, där vi utforskade hur vi kan överträffa prestandan hos traditionella skummaterial. Traditionella skummaterial fungerar bra innan de pressas för hårt.
Skum finns överallt. Det finns i kuddarna vi vilar på, hjälmarna vi bär och förpackningen som garanterar säkerheten för våra online shoppingprodukter. Men skum har också sina begränsningar. Om den pressas för mycket kommer den inte längre att vara mjuk och elastisk, och dess stötdämpningsförmåga kommer gradvis att minska.
Forskare från University of Colorado Boulder och Sandia National Laboratory har gjort djupgående forskning om strukturen hos stötdämpande material och föreslagit en design som inte bara är relaterad till själva materialet utan också till dess arrangemang med hjälp av datoralgoritmer. Detta dämpande material kan absorbera ungefär sex gånger mer energi än standardskum och 25 % mer energi än andra ledande teknologier.
Hemligheten ligger i den geometriska formen på det stötdämpande materialet. Arbetsprincipen för traditionella dämpningsmaterial är att klämma ihop alla små utrymmen i skummet för att absorbera energi. Forskare användetermoplastiskt polyuretanelastomermaterialför 3D-utskrift, vilket skapar en bikakeliknande gitterstruktur som kollapsar på ett kontrollerat sätt när den påverkas och därigenom absorberar energi mer effektivt. Men teamet vill ha något mer universellt, kunna hantera olika typer av påverkan med samma effektivitet.
För att uppnå detta började de med en honeycomb-design, men lade senare till speciella justeringar – små knutar som dragspelsbälg. Dessa knutar är designade för att kontrollera hur bikakestrukturen kollapsar under kraft, vilket gör att den smidigt kan absorbera vibrationerna som genereras av olika stötar, oavsett om den är snabb och hård eller långsam och mjuk.
Detta är inte bara teoretiskt. Forskargruppen testade sin design i laboratoriet och klämde sitt innovativa stötdämpande material under kraftfulla maskiner för att visa dess effektivitet. Ännu viktigare är att detta högteknologiska dämpningsmaterial kan produceras med kommersiella 3D-skrivare, vilket gör det lämpligt för ett brett spektrum av applikationer.
Effekten av födelsen av detta stötdämpande material är enorm. För idrottare innebär detta potentiellt säkrare utrustning som kan minska risken för kollision och fallskador. För vanligt folk innebär det att cykelhjälmar kan ge ett bättre skydd vid olyckor. I en bredare värld kan denna teknik förbättra allt från säkerhetsbarriärer på motorvägar till de förpackningsmetoder vi använder för att transportera ömtåliga varor.
Posttid: 2024-04-04