Pētnieki ir izstrādājuši jauna veida TPU poliuretāna amortizatoru materiālu

Pētnieki no Kolorādo Boulderas universitātes un Sandijas Nacionālās laboratorijas ASV ir uzsākuši revolucionārutriecienu absorbējošs materiāls, kas ir izrāviens, kas var mainīt produktu drošību no sporta aprīkojuma līdz transportēšanai.

Šis jaunizveidotais triecienu absorbējošais materiāls var izturēt ievērojamu triecienu, un drīzumā to var integrēt futbola ekipējumā, velosipēdistu ķiverēs un pat izmantot iepakojumā, lai aizsargātu delikātus priekšmetus transportēšanas laikā.

Iedomājieties, ka šis triecienu absorbējošais materiāls var ne tikai amortizēt triecienu, bet arī absorbēt vairāk spēka, mainot tā formu, tādējādi spēlējot viedāku lomu.

Tieši to šī komanda ir sasniegusi. Viņu pētījumi tika detalizēti publicēti akadēmiskajā žurnālā Advanced Material Technology, pētot, kā mēs varam pārspēttradicionālie putu materiāli. Tradicionālie putu materiāli labi darbojas, pirms tie tiek pārāk spēcīgi saspiesti.

Putas ir visur. Tas atrodas spilvenos, uz kuriem mēs atpūšamies, ķiverēs, ko valkājam, un iepakojumā, kas nodrošina mūsu tiešsaistes iepirkšanās produktu drošību. Tomēr putām ir arī savi ierobežojumi. Ja to saspiež pārāk daudz, tas vairs nebūs mīksts un elastīgs, un tā triecienu absorbcijas spēja pakāpeniski samazināsies.

Pētnieki no Kolorādo Boulderas universitātes un Sandijas Nacionālās laboratorijas veica padziļinātu pētījumu par triecienu absorbējošu materiālu struktūru, izmantojot datoru algoritmus, lai ierosinātu dizainu, kas ir saistīts ne tikai ar pašu materiālu, bet arī ar materiāla izkārtojumu. materiāls. Šis slāpēšanas materiāls var absorbēt apmēram sešas reizes vairāk enerģijas nekā standarta putas un par 25% vairāk enerģijas nekā citas vadošās tehnoloģijas.

Noslēpums slēpjas triecienu absorbējošā materiāla ģeometriskajā formā. Tradicionālo slāpēšanas materiālu darbības princips ir saspiest visas mazās vietas putās, lai absorbētu enerģiju. Pētnieki izmantojatermoplastisks poliuretāna elastomērsmateriāli 3D drukāšanai, lai izveidotu šūnveida režģa struktūru, kas kontrolētā veidā sabrūk, ja tiek pakļauta triecienam, tādējādi efektīvāk absorbējot enerģiju. Taču komanda vēlas kaut ko universālāku, kas ar tādu pašu efektivitāti var tikt galā ar dažāda veida triecieniem.

Lai to panāktu, viņi sāka ar šūnveida dizainu, bet pēc tam pievienoja īpašus pielāgojumus – nelielus pagriezienus kā akordeona kastē. Šo izliekumu mērķis ir kontrolēt, kā šūnveida struktūra sabrūk spēka ietekmē, ļaujot tai vienmērīgi absorbēt dažādu triecienu radītās vibrācijas neatkarīgi no tā, vai tās ir ātras un cietas vai lēnas un mīkstas.

Tas nav tikai teorētisks. Pētnieku komanda pārbaudīja to dizainu laboratorijā un izspieda to novatorisko triecienu absorbējošo materiālu zem jaudīgām mašīnām, lai pierādītu tā efektivitāti. Vēl svarīgāk ir tas, ka šo augsto tehnoloģiju amortizācijas materiālu var ražot, izmantojot komerciālos 3D printerus, padarot to piemērotu plašam lietojumu klāstam.

Šī triecienu absorbējošā materiāla dzimšanas ietekme ir milzīga. Sportistiem tas nozīmē potenciāli drošāku aprīkojumu, kas var samazināt sadursmes un kritiena traumu risku. Parastajiem cilvēkiem tas nozīmē, ka veloķiveres var nodrošināt labāku aizsardzību negadījumos. Plašā pasaulē šī tehnoloģija var uzlabot visu, sākot no drošības barjerām uz lielceļiem līdz iepakošanas metodēm, ko izmantojam trauslu preču pārvadāšanai.