Даследчыкі з Універсітэта Каларада ў Боўлдэры і Нацыянальнай лабараторыі Сандыя ў ЗША запусцілі рэвалюцыйны...матэрыял, які паглынае ўдары, што з'яўляецца прарыўной распрацоўкай, якая можа змяніць бяспеку прадуктаў ад спартыўнага інвентара да транспарту.
Гэты нядаўна распрацаваны амартызацыйны матэрыял можа 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 змякчыць удар, але і паглынаць большую сілу, змяняючы сваю форму, тым самым выконваючы больш разумную ролю.
Менавіта гэтага і дасягнула гэтая каманда. Іх даследаванне было падрабязна апублікавана ў акадэмічным часопісе Advanced Material Technology, у якім разглядаецца, як мы можам пераўзысці прадукцыйнасць...традыцыйныя пенапластавыя матэрыялыТрадыцыйныя пенапластавыя матэрыялы добра спраўляюцца з гэтым, перш чым іх занадта моцна сціскаць.
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, выкарыстоўваючы камп'ютэрныя алгарытмы, каб прапанаваць канструкцыю, якая звязана не толькі з самім матэрыялам, але і з яго размяшчэннем. Гэты амартызацыйны матэрыял можа паглынаць прыкладна ў шэсць разоў больш энергіі, чым стандартная пенапластавая ўпакоўка, 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 эластамерматэрыялы для 3D-друку, каб стварыць падобную на соты рашотчатую структуру, якая кантралявана разбураецца пры ўдары, тым самым больш эфектыўна паглынаючы энергію. Але каманда хоча нешта больш універсальнае, што магло б спраўляцца з рознымі тыпамі ўдараў з такой жа эфектыўнасцю.
Каб дасягнуць гэтага, яны пачалі з канструкцыі ў форме сотаў, але потым дадалі спецыяльныя карэкціроўкі — невялікія павароты, як у скрынкі ў акардэона. Гэтыя выгібы прызначаны для кантролю таго, як структура сотаў разбураецца пад уздзеяннем сілы, дазваляючы ёй плаўна паглынаць вібрацыі, якія ўзнікаюць пры розных ударах, няхай гэта будзе хуткі і моцны ўдар ці павольны і мяккі.
Гэта не проста тэорыя. Даследчая група пратэставала сваю распрацоўку ў лабараторыі і падвергла свой інавацыйны амартызацыйны матэрыял уздзеянню магутных машын, каб даказаць 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 падзеннях. 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: 14 сакавіка 2024 г.