Tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen TPU-polyuretaanista valmistetun iskunvaimenninmateriaalin.

Coloradon yliopiston Boulderissa ja Sandian kansallislaboratorion tutkijat Yhdysvalloissa ovat käynnistäneet mullistavaniskuja vaimentava materiaali, joka on läpimurtokehitys, joka voi muuttaa tuotteiden turvallisuutta urheiluvälineistä kuljetukseen.

Tämä äskettäin suunniteltu iskunvaimentava 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 iskua, vaan myös absorboi enemmän voimaa muuttamalla muotoaan, jolloin se toimii älykkäämmin.

Juuri tämän tämä tiimi on saavuttanut. Heidän tutkimuksensa julkaistiin yksityiskohtaisesti akateemisessa julkaisussa Advanced Material Technology, ja siinä tutkittiin, miten voimme ylittää ...perinteiset vaahtomuovitPerinteiset vaahtomuovit 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 tekivät perusteellista tutkimusta iskunvaimentavien materiaalien rakenteesta käyttäen tietokonealgoritmeja ehdottaakseen suunnittelua, joka liittyy paitsi itse materiaaliin myös materiaalin järjestelyyn. 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 polyuretaanielastomeeri3D-tulostukseen tarkoitettuja materiaaleja hunajakennomaisen ristikkorakenteen luomiseksi, joka romahtaa hallitusti iskun vaikutuksesta ja absorboi siten energiaa tehokkaammin. Mutta tiimi haluaa jotain universaalimpaa, joka kestää erityyppisiä iskuja samalla tehokkuudella.

Tämän saavuttamiseksi he aloittivat hunajakennorakenteella, mutta lisäsivät sitten erityisiä säätöjä – pieniä kierteitä, kuten haitarilaatikossa. Näiden kierteiden tarkoituksena on hallita hunajakennorakenteen painumista kokoon voiman vaikutuksesta, jotta se vaimentaa tasaisesti erilaisten iskujen, olivatpa ne nopeita ja kovia tai hitaita ja pehmeitä, synnyttämiä värähtelyjä.

Tämä ei ole pelkästään teoriaa. Tutkimusryhmä testasi suunnitteluaan laboratoriossa ja puristi innovatiivista iskunvaimennusmateriaaliaan tehokkaiden koneiden alla todistaakseen 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.