Даследчыкі з Універсітэта Каларада ў Боўлдэры і Нацыянальнай лабараторыі Сандыя распрацавалі рэвалюцыйнае сродакамартызуе матэрыял, якая з'яўляецца наватарскай распрацоўкай, якая можа змяніць бяспеку прадуктаў, пачынаючы ад спартыўнага інвентара і заканчваючы транспартам.
Гэты нядаўна распрацаваны амартызуючы матэрыял здольны вытрымліваць значныя ўдары і неўзабаве можа быць убудаваны ў футбольнае абсталяванне, веласіпедныя шлемы і нават выкарыстоўвацца ў ўпакоўцы для абароны далікатных прадметаў падчас транспарціроўкі.
Уявіце сабе, што гэты амартызацыйны матэрыял можа не толькі амартызаваць удары, але і паглынаць большую сілу, змяняючы сваю форму, дзейнічаючы такім чынам больш разумна.
Гэта менавіта тое, чаго дасягнула гэтая каманда. Іх даследаванне было апублікавана ў акадэмічным часопісе Advanced Material Technology у дэталях, даследуючы, як мы можам перасягнуць прадукцыйнасць традыцыйных успененых матэрыялаў. Традыцыйныя ўспененыя матэрыялы працуюць добра, перш чым іх занадта моцна сціскаць.
Паўсюль пена. Ён існуе ў падушках, на якіх мы адпачываем, шлемах, якія мы носім, і ўпакоўцы, якая забяспечвае бяспеку нашых тавараў для пакупак у Інтэрнэце. Аднак пенапласт таксама мае свае абмежаванні. Калі яго занадта моцна сціснуць, ён перастане быць мяккім і эластычным, і яго здольнасць паглынаць удары будзе паступова зніжацца.
Даследчыкі з Універсітэта Каларада Боўлдэр і Нацыянальнай лабараторыі Сандыя правялі глыбокія даследаванні структуры амартызуючых матэрыялаў і прапанавалі канструкцыю, якая звязана не толькі з самім матэрыялам, але і з яго размяшчэннем з дапамогай камп'ютэрных алгарытмаў. Гэты дэмпфуючы матэрыял можа паглынаць прыкладна ў шэсць разоў больш энергіі, чым стандартная пенапласт, і на 25% больш энергіі, чым іншыя вядучыя тэхналогіі.
Сакрэт крыецца ў геаметрычнай форме амартызуе матэрыялу. Прынцып працы традыцыйных дэмпфіруючых матэрыялаў заключаецца ў тым, каб сціснуць усе малюсенькія прасторы ў пене разам для паглынання энергіі. Даследчыкі выкарысттэрмапластычны поліўрэтанавы эластомерный матэрыялдля 3D-друку, ствараючы рашэцістую структуру, падобную на соты, якая кантралявана руйнуецца пры ўдары, тым самым больш эфектыўна паглынаючы энергію. Але каманда хоча чагосьці больш універсальнага, здольнага спраўляцца з рознымі відамі ўдараў з аднолькавай эфектыўнасцю.
Каб дасягнуць гэтага, яны пачалі з сотавай канструкцыі, але пазней дадалі спецыяльныя прыстасаванні - невялікія вузельчыкі, падобныя на мяхі акардэона. Гэтыя вузлы распрацаваны, каб кантраляваць, як структура сот разбураецца пад уздзеяннем сілы, дазваляючы ёй плаўна паглынаць вібрацыі, якія ўзнікаюць у выніку розных уздзеянняў, хуткіх і моцных або павольных і мяккіх.
Гэта не толькі тэарэтычна. Даследчая група пратэставала сваю канструкцыю ў лабараторыі, сціскаючы свой інавацыйны амартызацыйны матэрыял пад магутнымі машынамі, каб прадэманстраваць яго эфектыўнасць. Што яшчэ больш важна, гэты высокатэхналагічны амартызуючы матэрыял можна вырабляць з дапамогай камерцыйных 3D-прынтараў, што робіць яго прыдатным для шырокага спектру прымянення.
Уплыў ад нараджэння гэтага амартызуе матэрыялу велізарны. Для спартсменаў гэта азначае патэнцыйна больш бяспечнае абсталяванне, якое можа знізіць рызыку сутыкнення і траўмаў пры падзенні. Для звычайных людзей гэта азначае, што веласіпедныя шлемы могуць забяспечыць лепшую абарону ў аварыях. У больш шырокім свеце гэтая тэхналогія можа палепшыць усё: ад бар'ераў бяспекі на шашы да спосабаў упакоўкі, якія мы выкарыстоўваем для транспарціроўкі далікатных грузаў.
Час публікацыі: 4 верасня 2024 г