Penyelidik dari Makmal Kebangsaan Boulder dan Sandia di Universiti Colorado telah membangunkan satu revolusibahan penyerap hentakan, yang merupakan perkembangan inovatif yang boleh mengubah keselamatan produk daripada peralatan sukan hinggalah pengangkutan.
Bahan penyerap hentakan yang direka bentuk baharu ini mampu menahan hentaman yang ketara dan mungkin akan diintegrasikan ke dalam peralatan bola sepak, topi keledar basikal, malah boleh digunakan dalam pembungkusan untuk melindungi barang-barang halus semasa pengangkutan.
Bayangkan bahan penyerap hentakan ini bukan sahaja boleh menahan hentaman, tetapi juga menyerap lebih banyak daya dengan mengubah bentuknya, justeru bertindak dengan lebih bijak.
Inilah sebenarnya yang telah dicapai oleh pasukan ini. Kajian mereka telah diterbitkan dalam jurnal akademik Advanced Material Technology secara terperinci, meneroka bagaimana kita boleh mengatasi prestasi bahan busa tradisional. Bahan busa tradisional berfungsi dengan baik sebelum dihimpit terlalu kuat.
Buih ada di mana-mana. Ia wujud dalam kusyen tempat kita bersandar, topi keledar yang kita pakai, dan pembungkusan yang memastikan keselamatan produk membeli-belah dalam talian kita. Walau bagaimanapun, buih juga mempunyai batasannya. Jika ia terlalu ditekan, ia tidak lagi lembut dan elastik, dan prestasi penyerapan hentamannya akan menurun secara beransur-ansur.
Penyelidik dari Makmal Kebangsaan Boulder dan Sandia Universiti Colorado telah menjalankan kajian mendalam tentang struktur bahan penyerap hentakan dan mencadangkan reka bentuk yang bukan sahaja berkaitan dengan bahan itu sendiri, tetapi juga dengan susunannya menggunakan algoritma komputer. Bahan redaman ini boleh menyerap kira-kira enam kali ganda lebih banyak tenaga daripada busa standard dan 25% lebih banyak tenaga daripada teknologi terkemuka yang lain.
Rahsianya terletak pada bentuk geometri bahan penyerap hentakan. Prinsip kerja bahan redaman tradisional adalah untuk memerah semua ruang kecil dalam buih bersama-sama untuk menyerap tenaga. Penyelidik menggunakanbahan elastomer poliuretana termoplastikuntuk percetakan 3D, mewujudkan struktur kekisi seperti sarang lebah yang runtuh secara terkawal apabila terkena hentaman, sekali gus menyerap tenaga dengan lebih berkesan. Tetapi pasukan itu mahukan sesuatu yang lebih universal, mampu mengendalikan pelbagai jenis hentaman dengan kecekapan yang sama.
Untuk mencapai matlamat ini, mereka bermula dengan reka bentuk sarang lebah, tetapi kemudian menambah pelarasan khas – simpulan kecil seperti belos akordion. Simpulan ini direka bentuk untuk mengawal bagaimana struktur sarang lebah runtuh di bawah daya, membolehkannya menyerap getaran yang dihasilkan oleh pelbagai hentaman dengan lancar, sama ada pantas dan keras atau perlahan dan lembut.
Ini bukan sekadar teori. Pasukan penyelidikan telah menguji reka bentuk mereka di makmal, dengan menggunakan bahan penyerap hentakan inovatif mereka di bawah mesin berkuasa untuk menunjukkan keberkesanannya. Lebih penting lagi, bahan kusyen berteknologi tinggi ini boleh dihasilkan menggunakan pencetak 3D komersial, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi.
Kesan kelahiran bahan penyerap hentakan ini sangat besar. Bagi atlet, ini bermakna peralatan yang berpotensi lebih selamat yang boleh mengurangkan risiko kecederaan perlanggaran dan jatuh. Bagi orang biasa, ini bermakna topi keledar basikal boleh memberikan perlindungan yang lebih baik dalam kemalangan. Dalam dunia yang lebih luas, teknologi ini boleh menambah baik segala-galanya daripada penghadang keselamatan di lebuh raya hinggalah kaedah pembungkusan yang kita gunakan untuk mengangkut barangan rapuh.
Masa siaran: 04-Sep-2024