Forskere har udviklet en ny type TPU polyurethan støddæmper materiale

Forskere fra University of Colorado Boulder og Sandia National Laboratory i USA har lanceret en revolutionærstødabsorberende materiale, som er en banebrydende udvikling, der kan ændre produkternes sikkerhed fra sportsudstyr til transport.

Dette nydesignede stødabsorberende materiale kan modstå betydelige stød og kan snart blive integreret i fodboldudstyr, cykelhjelme og endda brugt i emballage for at beskytte sarte genstande under transport.

Forestil dig, at dette stødabsorberende materiale ikke kun kan dæmpe stødet, men også absorbere mere kraft ved at ændre dets form og dermed spille en mere intelligent rolle.

Det er præcis, hvad dette hold har opnået. Deres forskning blev offentliggjort i det akademiske tidsskrift Advanced Material Technology i detaljer, hvor de udforskede, hvordan vi kan overgå ydeevnen aftraditionelle skummaterialer. Traditionelle skummaterialer klarer sig godt, før de bliver presset for hårdt.

Skum er overalt. Det findes i de puder, vi hviler på, hjelmene, vi har på, og emballagen, der sikrer sikkerheden af ​​vores online shoppingprodukter. Skum har dog også sine begrænsninger. Hvis den presses for meget, vil den ikke længere være blød og elastisk, og dens stødabsorberende ydeevne vil gradvist falde.

Forskere fra University of Colorado Boulder og Sandia National Laboratory udførte dybtgående forskning i strukturen af ​​stødabsorberende materialer ved at bruge computeralgoritmer til at foreslå et design, der ikke kun er relateret til selve materialet, men også til arrangementet af materiale. Dette dæmpende materiale kan absorbere omkring seks gange mere energi end standardskum og 25 % mere energi end andre førende teknologier.

Hemmeligheden ligger i den geometriske form af det stødabsorberende materiale. Arbejdsprincippet for traditionelle dæmpningsmaterialer er at presse alle de små rum i skummet sammen for at absorbere energi. Forskere brugtetermoplastisk polyurethan elastomermaterialer til 3D-print for at skabe en honeycomb-lignende gitterstruktur, der kollapser på en kontrolleret måde, når den udsættes for stød, og derved absorberer energi mere effektivt. Men teamet ønsker noget mere universelt, der kan håndtere forskellige typer påvirkninger med samme effektivitet.

For at opnå dette startede de med et honeycomb-design, men tilføjede derefter specielle justeringer – små drejninger som en harmonikaboks. Disse knæk har til formål at kontrollere, hvordan honeycomb-strukturen kollapser under kraft, hvilket gør den i stand til jævnt at absorbere vibrationerne, der genereres af forskellige stød, uanset om de er hurtige og hårde eller langsomme og bløde.

Dette er ikke kun teoretisk. Forskerholdet testede deres design i laboratoriet og klemte deres innovative stødabsorberende materiale under kraftige maskiner for at bevise dets effektivitet. Endnu vigtigere er det, at dette højteknologiske støddæmpningsmateriale kan fremstilles ved hjælp af kommercielle 3D-printere, hvilket gør det velegnet til en bred vifte af applikationer.

Virkningen af ​​fødslen af ​​dette stødabsorberende materiale er enorm. For atleter betyder det potentielt mere sikkert udstyr, der kan reducere risikoen for kollision og faldskader. For almindelige mennesker betyder det, at cykelhjelme kan give bedre beskyttelse ved ulykker. I den bredere verden kan denne teknologi forbedre alt fra sikkerhedsbarrierer på motorveje til de emballeringsmetoder, vi bruger til at transportere skrøbelige varer.