Colorado Boulderin yliopiston ja yhdysvaltalaisen Sandia National Laboratoryn tutkijat ovat käynnistäneet vallankumoukselliseniskuja vaimentava materiaali, joka on läpimurtokehitys, joka voi muuttaa tuotteiden turvallisuuden urheiluvälineistä kuljetuksiin.
Tämä äskettäin suunniteltu iskuja vaimentava materiaali kestää merkittäviä iskuja, ja se voidaan pian integroida jalkapallovarusteisiin, pyöräilykypäriin ja jopa käyttää pakkauksissa suojaamaan herkkiä esineitä kuljetuksen aikana.
Kuvittele, että tämä iskuja vaimentava materiaali ei voi vain vaimentaa iskua, vaan myös vaimentaa enemmän voimaa muuttamalla muotoaan, mikä on älykkäämpi rooli.
Juuri tämän tämä joukkue on saavuttanut. Heidän tutkimuksensa julkaistiin akateemisessa lehdessä Advanced Material Technology, jossa tutkittiin, kuinka voimme ylittääperinteiset vaahtomuovimateriaalit. Perinteiset vaahtomuovimateriaalit toimivat hyvin ennen kuin niitä puristetaan liian kovaa.
Vaahtoa on kaikkialla. Se löytyy tyynyistä, joissa lepäämme, kypärissä, joita käytämme, ja pakkauksessa, joka takaa verkkokaupan tuotteidemme turvallisuuden. Vaahdolla on kuitenkin myös rajoituksensa. Jos sitä puristetaan liikaa, se ei ole enää pehmeää ja joustavaa, ja sen iskunvaimennuskyky heikkenee vähitellen.
Colorado Boulderin yliopiston ja Sandia National Laboratoryn tutkijat suorittivat syvällistä tutkimusta iskuja vaimentavien materiaalien rakenteesta käyttäen tietokonealgoritmeja ehdottaakseen suunnittelua, joka ei liity pelkästään itse materiaaliin vaan myös materiaalin järjestelyyn. materiaalia. Tämä vaimennusmateriaali voi imeä noin kuusi kertaa enemmän energiaa kuin tavallinen vaahto ja 25 % enemmän energiaa kuin muut johtavat tekniikat.
Salaisuus piilee iskuja vaimentavan materiaalin geometrisessa muodossa. Perinteisten vaimennusmateriaalien toimintaperiaate on puristaa kaikki vaahdon pienet tilat yhteen energian imemiseksi. Tutkijat käyttivättermoplastinen polyuretaanielastomeerimateriaaleja 3D-tulostukseen, jotta saadaan aikaan hunajakennomainen hilarakenne, joka romahtaa hallitusti iskun vaikutuksesta ja absorboi energiaa tehokkaammin. Mutta tiimi haluaa jotain universaalimpaa, joka pystyy käsittelemään erityyppisiä vaikutuksia samalla teholla.
Tämän saavuttamiseksi he aloittivat hunajakennosuunnittelun, mutta lisäsivät sitten erityisiä säätöjä – pieniä käänteitä, kuten haitarilaatikko. Näillä taivutuksilla pyritään kontrolloimaan, kuinka hunajakennorakenne romahtaa voiman vaikutuksesta, jolloin se pystyy vaimentamaan tasaisesti erilaisten iskujen synnyttämät tärinät, olivatpa ne sitten nopeita ja kovia tai hitaita ja pehmeitä.
Tämä ei ole vain teoreettista. Tutkimusryhmä testasi niiden suunnittelua laboratoriossa ja puristi niiden innovatiivista iskuja vaimentavaa materiaalia tehokkaiden koneiden alle todistaakseen sen tehokkuuden. Vielä tärkeämpää on, että tämä huipputekninen pehmustemateriaali voidaan valmistaa kaupallisilla 3D-tulostimilla, mikä tekee siitä sopivan monenlaisiin sovelluksiin.
Tämän iskuja vaimentavan materiaalin synnyn vaikutus on valtava. Urheilijoille tämä tarkoittaa mahdollisesti turvallisempia varusteita, jotka voivat vähentää törmäys- ja putoamisvammojen riskiä. Tavallisille ihmisille tämä tarkoittaa, että pyöräilykypärät voivat tarjota paremman suojan onnettomuuksissa. Laajemmassa maailmassa tämä tekniikka voi parantaa kaikkea valtateiden turvaesteistä herkkien tavaroiden kuljettamiseen käyttämiimme pakkausmenetelmiin.
Postitusaika: 14.3.2024