Coloradon yliopiston Boulderin ja Sandian kansallisen laboratorion tutkijat ovat kehittäneet mullistavaniskuja vaimentava materiaali, joka on uraauurtava kehitysaskel, joka voi muuttaa tuotteiden turvallisuutta urheiluvälineistä kuljetukseen.
Tämä äskettäin suunniteltu iskuja vaimentava materiaali kestää merkittäviä iskuja, ja sitä voidaan pian integroida jalkapallovarusteisiin, pyöräilykypäriin ja jopa käyttää pakkauksissa suojaamaan herkkiä esineitä kuljetuksen aikana.
Kuvittele, että tämä iskuja vaimentava materiaali ei ainoastaan pehmennä iskuja, vaan myös absorboi enemmän voimaa muuttamalla muotoaan ja toimimalla siten älykkäämmin.
Juuri tämän tämä tiimi on saavuttanut. Heidän tutkimuksensa julkaistiin yksityiskohtaisesti akateemisessa julkaisussa Advanced Material Technology, ja siinä tutkittiin, miten voimme ylittää perinteisten vaahtomateriaalien suorituskyvyn. Perinteiset vaahtomateriaalit toimivat hyvin ennen kuin niitä puristetaan liikaa.
Vaahtomuovia on kaikkialla. Sitä on tyynyissä, joilla lepäämme, kypärissä, joita käytämme, ja pakkauksissa, jotka varmistavat verkkokauppatuotteidemme turvallisuuden. Vaahtomuovilla on kuitenkin myös rajoituksensa. Jos sitä puristetaan liikaa, se ei ole enää pehmeää ja joustavaa, ja sen iskunvaimennuskyky heikkenee vähitellen.
Coloradon yliopiston Boulderin ja Sandian kansallislaboratorion tutkijat ovat tehneet perusteellista tutkimusta iskunvaimentavien materiaalien rakenteesta ja ehdottaneet suunnittelua, joka ei liity ainoastaan itse materiaaliin, vaan myös sen tietokonealgoritmien avulla järjesteltyyn. Tämä vaimennusmateriaali voi absorboida noin kuusi kertaa enemmän energiaa kuin tavallinen vaahtomuovi ja 25 % enemmän energiaa kuin muut johtavat teknologiat.
Salaisuus piilee iskunvaimennusmateriaalin geometrisessa muodossa. Perinteisten vaimennusmateriaalien toimintaperiaatteena on puristaa kaikki vaahtomuovin pienet tilat yhteen energian absorboimiseksi. Tutkijat käyttivättermoplastinen polyuretaanielastomeerimateriaali3D-tulostusta varten luodaan hunajakennomainen hilarakenne, joka romahtaa hallitusti iskun vaikutuksesta ja absorboi siten energiaa tehokkaammin. Mutta tiimi haluaa jotain universaalimpaa, joka pystyy käsittelemään erityyppisiä iskuja samalla tehokkuudella.
Tämän saavuttamiseksi he aloittivat hunajakennorakenteella, mutta lisäsivät myöhemmin erityisiä säätöjä – pieniä solmuja, kuten palkeita. Nämä solmut on suunniteltu hallitsemaan hunajakennorakenteen painumista kokoon voiman vaikutuksesta, jolloin se vaimentaa tasaisesti erilaisten iskujen, olivatpa ne nopeita ja kovia tai hitaita ja pehmeitä, aiheuttamia värähtelyjä.
Tämä ei ole pelkästään teoriaa. Tutkimusryhmä testasi suunnitteluaan laboratoriossa puristamalla innovatiivista iskunvaimennusmateriaaliaan tehokkaiden koneiden alla osoittaakseen sen tehokkuuden. Vielä tärkeämpää on, että tätä huipputeknologista iskunvaimennusmateriaalia voidaan tuottaa kaupallisilla 3D-tulostimilla, joten se soveltuu monenlaisiin sovelluksiin.
Tämän iskuja vaimentavan materiaalin syntymisen vaikutus on valtava. Urheilijoille tämä tarkoittaa mahdollisesti turvallisempia varusteita, jotka voivat vähentää törmäys- ja kaatumisvammojen riskiä. Tavallisille ihmisille tämä tarkoittaa sitä, että pyöräilykypärät voivat tarjota paremman suojan onnettomuuksissa. Laajemmin tarkasteltuna tämä teknologia voi parantaa kaikkea moottoriteiden turvakaiteista herkkien tavaroiden kuljetuksessa käyttämiimme pakkausmenetelmiin.
Julkaisun aika: 04.09.2024