Forskare från University of Colorado Boulder och Sandia National Laboratory i USA har lanserat en revolutionerandestötdämpande material, vilket är en banbrytande utveckling som kan förändra säkerheten för produkter från sportutrustning till transport.
Detta nydesignade stötdämpande material tål betydande stötar och kan snart integreras i fotbollsutrustning, cykelhjälmar och till och med användas i förpackningar för att skydda ömtåliga föremål under transport.
Tänk dig att detta stötdämpande material inte bara kan dämpa stöten, utan också absorbera mer kraft genom att ändra sin form, och därmed spela en mer intelligent roll.
Det är precis vad det här teamet har uppnått. Deras forskning publicerades i detalj i den akademiska tidskriften Advanced Material Technology, där de utforskade hur vi kan överträffa prestandan hostraditionella skummaterialTraditionella skummaterial presterar bra innan de pressas för hårt.
Skum finns överallt. Det finns i kuddarna vi vilar på, hjälmarna vi bär och förpackningarna som garanterar säkerheten för våra online-shoppingprodukter. Skum har dock också sina begränsningar. Om det pressas för hårt kommer det inte längre att vara mjukt och elastiskt, och dess stötdämpande förmåga kommer gradvis att minska.
Forskare från University of Colorado Boulder och Sandia National Laboratory har utfört djupgående forskning om strukturen hos stötdämpande material, med hjälp av datoralgoritmer, för att föreslå en design som inte bara är relaterad till själva materialet, utan även till materialets arrangemang. Detta dämpande material kan absorbera ungefär sex gånger mer energi än standardskum och 25 % mer energi än andra ledande tekniker.
Hemligheten ligger i den geometriska formen på det stötdämpande materialet. Funktionsprincipen för traditionella dämpande material är att pressa ihop alla små utrymmen i skummet för att absorbera energi. Forskarna användetermoplastisk polyuretanelastomermaterial för 3D-utskrift för att skapa en bikakeliknande gitterstruktur som kollapsar på ett kontrollerat sätt när den utsätts för stötar och därigenom absorberar energi mer effektivt. Men teamet vill ha något mer universellt som kan hantera olika typer av stötar med samma effektivitet.
För att uppnå detta började de med en bikakekonstruktion, men lade sedan till specialjusteringar – små vridningar som en dragspelslåda. Dessa veck syftar till att kontrollera hur bikakestrukturen kollapsar under kraft, vilket gör att den smidigt kan absorbera vibrationerna som genereras av olika stötar, oavsett om de är snabba och hårda eller långsamma och mjuka.
Detta är inte bara teoretiskt. Forskargruppen testade sin design i laboratoriet och pressade sitt innovativa stötdämpande material under kraftfulla maskiner för att bevisa dess effektivitet. Ännu viktigare är att detta högteknologiska dämpningsmaterial kan produceras med hjälp av kommersiella 3D-skrivare, vilket gör det lämpligt för en mängd olika tillämpningar.
Effekten av detta stötdämpande materials framväxt är enorm. För idrottare innebär detta potentiellt säkrare utrustning som kan minska risken för kollisioner och fallskador. För vanliga människor innebär detta att cykelhjälmar kan ge bättre skydd vid olyckor. I den bredare världen kan denna teknik förbättra allt från säkerhetsbarriärer på motorvägar till de förpackningsmetoder vi använder för att transportera ömtåliga varor.
Publiceringstid: 14 mars 2024