Forskere fra University of Colorado Boulder og Sandia National Laboratory i USA har lansert en revolusjonerendestøtdempende materiale, som er en banebrytende utvikling som kan endre sikkerheten til produkter fra sportsutstyr til transport.
Dette nydesignede støtdempende materialet tåler betydelige støt og kan snart bli integrert i fotballutstyr, sykkelhjelmer og til og med brukt i emballasje for å beskytte sensitive gjenstander under transport.
Tenk deg at dette støtdempende materialet ikke bare kan dempe støtet, men også absorbere mer kraft ved å endre form, og dermed spille en mer intelligent rolle.
Dette er akkurat hva dette teamet har oppnådd. Forskningen deres ble publisert i detalj i det akademiske tidsskriftet Advanced Material Technology, og utforsket hvordan vi kan overgå ytelsen tiltradisjonelle skummaterialerTradisjonelle skummaterialer yter bra før de blir klemt for hardt.
Skum finnes overalt. Det finnes i putene vi hviler på, hjelmene vi bruker og emballasjen som sikrer sikkerheten til netthandelsproduktene våre. Skum har imidlertid også sine begrensninger. Hvis det klemmes for mye, vil det ikke lenger være mykt og elastisk, og støtdempingsevnen vil gradvis avta.
Forskere fra University of Colorado Boulder og Sandia National Laboratory utførte grundig forskning på strukturen til støtdempende materialer, ved hjelp av dataalgoritmer for å foreslå et design som ikke bare er relatert til selve materialet, men også til materialets arrangement. Dette dempende materialet kan absorbere omtrent seks ganger mer energi enn standardskum og 25 % mer energi enn andre ledende teknologier.
Hemmeligheten ligger i den geometriske formen til det støtdempende materialet. Virkemåten til tradisjonelle dempende materialer er å presse alle de små mellomrommene i skummet sammen for å absorbere energi. Forskerne bruktetermoplastisk polyuretanelastomermaterialer for 3D-printing for å lage en bikakelignende gitterstruktur som kollapser på en kontrollert måte når den utsettes for støt, og dermed absorberer energi mer effektivt. Men teamet ønsker noe mer universelt som kan håndtere ulike typer støt med samme effektivitet.
For å oppnå dette startet de med en bikakestruktur, men la deretter til spesielle justeringer – små vridninger som en trekkspillkasse. Disse knekkene har som mål å kontrollere hvordan bikakestrukturen kollapser under kraft, slik at den jevnt kan absorbere vibrasjonene som genereres av ulike støt, enten de er raske og harde eller langsomme og myke.
Dette er ikke bare teoretisk. Forskerteamet testet designet sitt i laboratoriet og presset det innovative støtdempende materialet under kraftige maskiner for å bevise effektiviteten. Enda viktigere er det at dette høyteknologiske dempingsmaterialet kan produseres ved hjelp av kommersielle 3D-printere, noe som gjør det egnet for et bredt spekter av bruksområder.
Virkningen av fremveksten av dette støtdempende materialet er enorm. For idrettsutøvere betyr dette potensielt tryggere utstyr som kan redusere risikoen for kollisjons- og fallskader. For vanlige folk betyr dette at sykkelhjelmer kan gi bedre beskyttelse i ulykker. I den bredere verden kan denne teknologien forbedre alt fra sikkerhetsbarrierer på motorveier til emballasjemetodene vi bruker for å transportere skjøre varer.
Publisert: 14. mars 2024