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 även användas i förpackningar för att skydda ömtåliga föremål under transport.
Föreställ dig att detta stötdämpande material inte bara kan dämpa stöten, utan också absorbera mer kraft genom att ändra dess form och därmed spela en mer intelligent roll.
Det är precis vad det här laget har uppnått. Deras forskning publicerades i detalj i den akademiska tidskriften Advanced Material Technology, där de utforskade hur vi kan överträffa prestandan hostraditionella 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 genomförde 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 också till arrangemanget av material. 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 användetermoplastisk polyuretanelastomermaterial för 3D-utskrift för att skapa en bikakeliknande gitterstruktur som kollapsar på ett kontrollerat sätt när det utsätts för stötar och därigenom absorberar energi mer effektivt. Men teamet vill ha något mer universellt som kan hantera olika typer av påverkan med samma effektivitet.
För att uppnå detta började de med en honeycomb-design, men lade sedan till speciella justeringar – små vändningar 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 klämde sitt innovativa stötdämpande material under kraftfulla maskiner för att bevisa 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 den bredare världen kan denna teknik förbättra allt från säkerhetsbarriärer på motorvägar till de förpackningsmetoder vi använder för att transportera ömtåliga varor.
Posttid: Mar-14-2024