Penyelidik telah membangunkan jenis bahan penyerap hentak poliuretana TPU baharu

Penyelidik dari University of Colorado Boulder dan Sandia National Laboratory di Amerika Syarikat telah melancarkan revolusibahan penyerap kejutan, yang merupakan perkembangan terobosan yang boleh mengubah keselamatan produk daripada peralatan sukan kepada pengangkutan.

Bahan penyerap hentakan yang direka bentuk baru ini boleh menahan impak yang ketara dan tidak lama lagi boleh disepadukan ke dalam peralatan bola sepak, topi keledar basikal, malah digunakan dalam pembungkusan untuk melindungi barang-barang halus semasa pengangkutan.

Bayangkan bahawa bahan penyerap hentakan ini bukan sahaja dapat menampung impak, tetapi juga menyerap lebih banyak daya dengan mengubah bentuknya, sekali gus memainkan peranan yang lebih bijak.

Inilah yang telah dicapai oleh pasukan ini.Penyelidikan mereka diterbitkan dalam jurnal akademik Advanced Material Technology secara terperinci, meneroka bagaimana kita boleh mengatasi prestasibahan buih tradisional.Bahan buih tradisional berfungsi dengan baik sebelum diperah terlalu kuat.

Buih ada di mana-mana.Ia wujud dalam kusyen tempat kami berehat, topi keledar yang kami pakai, dan pembungkusan yang memastikan keselamatan produk membeli-belah dalam talian kami.Walau bagaimanapun, buih juga mempunyai batasannya.Jika ia diperah terlalu banyak, ia tidak lagi lembut dan elastik, dan prestasi penyerapan impaknya akan menurun secara beransur-ansur.

Penyelidik dari University of Colorado Boulder dan Sandia National Laboratory menjalankan penyelidikan mendalam tentang struktur bahan penyerap kejutan, menggunakan algoritma komputer untuk mencadangkan reka bentuk yang bukan sahaja berkaitan dengan bahan itu sendiri, tetapi juga dengan susunan bahan.Bahan redaman ini boleh menyerap kira-kira enam kali lebih tenaga daripada buih standard dan 25% lebih 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 digunakanelastomer poliuretana termoplastikbahan untuk percetakan 3D untuk mencipta struktur kekisi seperti sarang lebah yang runtuh secara terkawal apabila terkena hentakan, dengan itu menyerap tenaga dengan lebih berkesan.Tetapi pasukan itu mahukan sesuatu yang lebih universal yang boleh mengendalikan pelbagai jenis impak dengan kecekapan yang sama.

Untuk mencapai matlamat ini, mereka bermula dengan reka bentuk sarang lebah, tetapi kemudian menambah pelarasan khas - kelainan kecil seperti kotak akordion.Kekusutan ini bertujuan untuk mengawal bagaimana struktur sarang lebah runtuh di bawah daya, membolehkannya menyerap getaran yang dihasilkan oleh pelbagai kesan dengan lancar, sama ada cepat dan keras atau perlahan dan lembut.

Ini bukan sekadar teori.Pasukan penyelidik menguji reka bentuk mereka di makmal dan memerah bahan penyerap kejutan inovatif mereka di bawah mesin berkuasa untuk membuktikan keberkesanannya.Lebih penting lagi, bahan kusyen berteknologi tinggi ini boleh dihasilkan menggunakan pencetak 3D komersial, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi.

Kesan daripada kelahiran bahan penyerap kejutan ini sangat besar.Bagi atlet, ini bermakna peralatan yang berpotensi lebih selamat yang boleh mengurangkan risiko perlanggaran dan kecederaan jatuh.Bagi orang biasa, ini bermakna topi keledar basikal boleh memberikan perlindungan yang lebih baik dalam kemalangan.Di dunia yang lebih luas, teknologi ini boleh menambah baik segala-galanya daripada halangan keselamatan di lebuh raya kepada kaedah pembungkusan yang kami gunakan untuk mengangkut barangan rapuh.