Các nhà nghiên cứu từ Đại học Colorado Boulder và Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia đã phát triển một cuộc cách mạngvật liệu hấp thụ sốc, là một sự phát triển đột phá có thể thay đổi sự an toàn của các sản phẩm từ thiết bị thể thao đến vận chuyển.
Vật liệu hấp thụ sốc mới được thiết kế này có khả năng chịu được các tác động đáng kể và có thể sớm được tích hợp vào thiết bị bóng đá, mũ bảo hiểm xe đạp và thậm chí được sử dụng trong bao bì để bảo vệ các mặt hàng tinh tế trong quá trình vận chuyển.
Hãy tưởng tượng rằng vật liệu hấp thụ sốc này không chỉ có thể các tác động đệm, mà còn hấp thụ nhiều lực hơn bằng cách thay đổi hình dạng của nó, do đó hoạt động thông minh hơn.
Đây chính xác là những gì đội này đã đạt được. Nghiên cứu của họ đã được công bố chi tiết về công nghệ vật liệu tiên tiến của tạp chí học thuật, khám phá cách chúng ta có thể vượt qua hiệu suất của các vật liệu bọt truyền thống. Vật liệu xốp truyền thống hoạt động tốt trước khi bị ép quá mạnh.
Bọt ở khắp mọi nơi. Nó tồn tại trong những chiếc đệm mà chúng tôi nghỉ ngơi, mũ bảo hiểm chúng tôi mặc và bao bì đảm bảo sự an toàn của các sản phẩm mua sắm trực tuyến của chúng tôi. Tuy nhiên, bọt cũng có những hạn chế của nó. Nếu nó bị ép quá nhiều, nó sẽ không còn mềm và đàn hồi, và hiệu suất hấp thụ tác động của nó sẽ giảm dần.
Các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm quốc gia của Đại học Colorado và Sandia đã thực hiện nghiên cứu chuyên sâu về cấu trúc của vật liệu hấp thụ sốc và đề xuất một thiết kế không chỉ liên quan đến chính vật liệu mà còn sắp xếp bằng thuật toán máy tính. Vật liệu giảm xóc này có thể hấp thụ năng lượng gấp sáu lần so với bọt tiêu chuẩn và năng lượng cao hơn 25% so với các công nghệ hàng đầu khác.
Bí mật nằm trong hình dạng hình học của vật liệu hấp thụ sốc. Nguyên tắc làm việc của vật liệu giảm xóc truyền thống là ép tất cả các không gian nhỏ trong bọt với nhau để hấp thụ năng lượng. Các nhà nghiên cứu đã sử dụngvật liệu đàn hồi polyurethane nhiệt dẻoĐối với in 3D, tạo ra một cấu trúc mạng tổ ong giống như sự sụp đổ một cách có kiểm soát khi bị ảnh hưởng, do đó hấp thụ năng lượng hiệu quả hơn. Nhưng nhóm nghiên cứu muốn một cái gì đó phổ quát hơn, có thể xử lý các loại tác động khác nhau với cùng hiệu quả.
Để đạt được điều này, họ đã bắt đầu với một thiết kế tổ ong, nhưng sau đó đã thêm các điều chỉnh đặc biệt - các nút nhỏ như Bellows Accordion. Những nút thắt này được thiết kế để kiểm soát cách cấu trúc tổ ong sụp đổ dưới lực, cho phép nó hấp thụ trơn tru các rung động được tạo ra bởi các tác động khác nhau, cho dù là nhanh và cứng hay chậm và mềm.
Đây không chỉ là lý thuyết. Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm thiết kế của họ trong phòng thí nghiệm, siết chặt vật liệu hấp thụ sốc sáng tạo của họ dưới các máy móc mạnh mẽ để chứng minh tính hiệu quả của nó. Quan trọng hơn, vật liệu đệm công nghệ cao này có thể được sản xuất bằng máy in 3D thương mại, làm cho nó phù hợp cho một loạt các ứng dụng.
Tác động của sự ra đời của vật liệu hấp thụ sốc này là rất lớn. Đối với các vận động viên, điều này có nghĩa là các thiết bị có khả năng an toàn hơn có thể làm giảm nguy cơ va chạm và chấn thương rơi. Đối với người bình thường, điều này có nghĩa là mũ bảo hiểm xe đạp có thể bảo vệ tốt hơn trong các vụ tai nạn. Trong một thế giới rộng lớn hơn, công nghệ này có thể cải thiện mọi thứ, từ các rào cản an toàn trên đường cao tốc đến các phương thức đóng gói chúng ta sử dụng để vận chuyển hàng hóa dễ vỡ.
Thời gian đăng: Tháng 9-04-2024