Rannsakendur frá Háskólanum í Colorado í Boulder og Sandia National Laboratory hafa þróað byltingarkennda aðferð.höggdeyfandi efni, sem er byltingarkennd þróun sem getur breytt öryggi vara, allt frá íþróttabúnaði til flutninga.
Þetta nýhannaða höggdeyfandi efni þolir mikil árekstra og gæti brátt verið samþætt í fótboltabúnað, hjólahjálma og jafnvel notað í umbúðir til að vernda viðkvæma hluti meðan á flutningi stendur.
Ímyndaðu þér að þetta höggdeyfandi efni geti ekki aðeins mildað högg, heldur einnig tekið í sig meiri kraft með því að breyta lögun sinni og þannig virkað á skynsamlegri hátt.
Þetta er einmitt það sem þetta teymi hefur áorkað. Rannsókn þeirra birtist ítarlega í fræðiritinu Advanced Material Technology, þar sem kannað er hvernig við getum framúrskarað afköst hefðbundinna froðuefna. Hefðbundin froðuefni virka vel áður en þau eru kreist of fast.
Froða er alls staðar. Hún er að finna í púðunum sem við hvílumst á, hjálmunum sem við notum og umbúðunum sem tryggja öryggi netverslunar okkar. Hins vegar hefur froða einnig sínar takmarkanir. Ef hún er kreist of mikið verður hún ekki lengur mjúk og teygjanleg og höggdeyfandi eiginleikar hennar munu smám saman minnka.
Rannsakendur frá Háskólanum í Colorado í Boulder og Sandia National Laboratory hafa gert ítarlegar rannsóknir á uppbyggingu höggdeyfandi efna og lagt til hönnun sem tengist ekki aðeins efninu sjálfu, heldur einnig uppröðun þess með því að nota tölvureiknirit. Þetta dempunarefni getur tekið í sig um sex sinnum meiri orku en venjulegt froðuefni og 25% meiri orku en aðrar leiðandi tæknilausnir.
Leyndarmálið liggur í rúmfræðilegri lögun höggdeyfandi efnisins. Virkni hefðbundinna dempunarefna er að kreista öll smárýmin í froðunni saman til að gleypa orku. Rannsakendur notuðuhitaplastískt pólýúretan elastómer efniFyrir þrívíddarprentun, þar sem búið er til hunangsseimlaga grindarbyggingu sem fellur saman á stýrðan hátt við árekstur og gleypir þannig orku betur. En teymið vill eitthvað alhliða, sem getur tekist á við ýmsar gerðir áreksturs með sömu skilvirkni.
Til að ná þessu markmiði byrjuðu þeir með hunangslíkri hönnun en bættu síðar við sérstökum stillingum – litlum hnútum eins og harmóníkubl. Þessir hnútar eru hannaðir til að stjórna því hvernig hunangslíkanið fellur saman við álag, sem gerir því kleift að taka á sig titring sem myndast við ýmis högg, hvort sem þau eru hröð og hörð eða hæg og mjúk.
Þetta er ekki bara fræðilegt. Rannsóknarteymið prófaði hönnun sína í rannsóknarstofu og kreisti nýstárlega höggdeyfandi efnið undir öflugar vélar til að sýna fram á virkni þess. Mikilvægara er að þetta hátæknilega púðaefni er hægt að framleiða með hefðbundnum þrívíddarprenturum, sem gerir það hentugt fyrir fjölbreytt notkunarsvið.
Áhrifin af tilkomu þessa höggdeyfandi efnis eru gríðarleg. Fyrir íþróttamenn þýðir þetta hugsanlega öruggari búnað sem getur dregið úr hættu á árekstri og fallslysum. Fyrir venjulegt fólk þýðir þetta að reiðhjólahjálmar geta veitt betri vörn í slysum. Í víðara samhengi getur þessi tækni bætt allt frá öryggisgirðingum á þjóðvegum til umbúðaaðferða sem við notum til að flytja viðkvæmar vörur.
Birtingartími: 4. september 2024