Даследчыкі з Універсітэта Каларада ў Боўлдэры і Нацыянальнай лабараторыі Сандыя распрацавалі рэвалюцыйны...матэрыял, які паглынае ўдары, што з'яўляецца рэвалюцыйнай распрацоўкай, якая можа змяніць бяспеку прадукцыі — ад спартыўнага інвентара да транспарту.
Гэты нядаўна распрацаваны амартызацыйны матэрыял здольны вытрымліваць значныя ўдары і неўзабаве можа быць інтэграваны ў футбольнае рыштунак, веласіпедныя шлемы і нават выкарыстоўвацца ва ўпакоўцы для абароны далікатных прадметаў падчас транспарціроўкі.
Уявіце, што гэты матэрыял, які паглынае ўдары, можа не толькі амартызаваць удары, але і паглынаць большую сілу, змяняючы сваю форму, тым самым дзейнічаючы больш разумна.
Менавіта гэтага і дасягнула гэтая каманда. Іх даследаванне было падрабязна апублікавана ў акадэмічным часопісе Advanced Material Technology, у якім разглядаецца, як мы можам пераўзысці па прадукцыйнасці традыцыйныя пенапластавыя матэрыялы. Традыцыйныя пенапластавыя матэрыялы добра спраўляюцца з гэтым, перш чым іх занадта моцна сціснуць.
Пена ўсюды. Яна ёсць у падушках, на якіх мы адпачываем, у шлемах, якія мы носім, і ва ўпакоўцы, якая гарантуе бяспеку нашых тавараў у інтэрнэт-крамах. Аднак пена мае і свае абмежаванні. Калі яе занадта моцна сціснуць, яна страціць мяккасць і эластычнасць, а яе ўдараахоўныя ўласцівасці паступова пагоршацца.
Даследчыкі з Універсітэта Каларада ў Боўлдэры і Нацыянальнай лабараторыі Сандыя правялі паглыбленае даследаванне структуры амартызацыйных матэрыялаў і прапанавалі канструкцыю, якая звязана не толькі з самім матэрыялам, але і з яго размяшчэннем з выкарыстаннем камп'ютэрных алгарытмаў. Гэты амартызацыйны матэрыял можа паглынаць прыкладна ў шэсць разоў больш энергіі, чым стандартная пенапластавая плёнка, і на 25% больш энергіі, чым іншыя перадавыя тэхналогіі.
Сакрэт крыецца ў геаметрычнай форме амартызацыйнага матэрыялу. Прынцып працы традыцыйных амартызацыйных матэрыялаў заключаецца ў сцісканні ўсіх драбнюткіх прамежкаў у пене разам для паглынання энергіі. Даследчыкі выкарыстоўвалітэрмапластычны поліўрэтанавы эластамерны матэрыялдля 3D-друку, ствараючы рашотчатую структуру, падобную на соты, якая кантралявана разбураецца пры ўдары, тым самым больш эфектыўна паглынаючы энергію. Але каманда хоча нешта больш універсальнае, здольнае спраўляцца з рознымі тыпамі ўдараў з такой жа эфектыўнасцю.
Каб дасягнуць гэтага, яны пачалі з канструкцыі ў форме сотаў, але пазней дадалі спецыяльныя прыстасаванні — невялікія вузлы, падобныя на мехі акардэона. Гэтыя вузлы прызначаны для кантролю таго, як структура сотаў разбураецца пад уздзеяннем сілы, дазваляючы ёй плаўна паглынаць вібрацыі, якія ўзнікаюць пры розных ударах, як хуткіх і моцных, так і павольных і мяккіх.
Гэта не проста тэарэтычна. Даследчая група пратэставала сваю распрацоўку ў лабараторыі, сціскаючы свой інавацыйны амартызацыйны матэрыял пад уздзеяннем магутных машын, каб прадэманстраваць яго эфектыўнасць. Што яшчэ больш важна, гэты высокатэхналагічны амартызацыйны матэрыял можна вырабляць з дапамогай камерцыйных 3D-прынтараў, што робіць яго прыдатным для шырокага спектру прымянення.
Уплыў з'яўлення гэтага амартызуючага матэрыялу велізарны. Для спартсменаў гэта азначае патэнцыйна больш бяспечнае абсталяванне, якое можа знізіць рызыку сутыкненняў і траўмаў пры падзенні. Для звычайных людзей гэта азначае, што веласіпедныя шлемы могуць забяспечыць лепшую абарону ў выпадку аварый. У больш шырокім свеце гэтая тэхналогія можа палепшыць усё: ад бар'ераў бяспекі на аўтамагістралях да метадаў упакоўкі, якія мы выкарыстоўваем для перавозкі далікатных тавараў.
Час публікацыі: 04 верасня 2024 г.