Các nhà nghiên cứu từ Đại học Colorado Boulder và Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia ở Hoa Kỳ đã khởi động một dự án mang tính cách mạng.vật liệu giảm xócĐây là một bước phát triển đột phá có thể thay đổi sự an toàn của các sản phẩm từ thiết bị thể thao đến phương tiện giao thông.
Vật liệu giảm chấn được thiết kế mới này có thể chịu được những va đập mạnh và có thể sớm được tích hợp vào các thiết bị bóng đá, mũ bảo hiểm xe đạp, và thậm chí được sử dụng trong bao bì để bảo vệ các mặt hàng dễ vỡ trong quá trình vận chuyển.
Hãy tưởng tượng rằng vật liệu giảm chấn này không chỉ có thể làm giảm tác động mà còn hấp thụ nhiều lực hơn bằng cách thay đổi hình dạng của nó, do đó đóng vai trò thông minh hơn.
Đây chính xác là những gì nhóm nghiên cứu này đã đạt được. Nghiên cứu của họ đã được công bố chi tiết trên tạp chí khoa học Advanced Material Technology, khám phá cách chúng ta có thể vượt qua hiệu suất của...vật liệu xốp truyền thốngCác vật liệu xốp truyền thống hoạt động tốt trước khi bị nén quá mạnh.
Mút xốp có mặt ở khắp mọi nơi. Nó tồn tại trong những chiếc đệm chúng ta dùng để tựa lưng, trong những chiếc mũ bảo hiểm chúng ta đội, và cả trong bao bì đảm bảo an toàn cho các sản phẩm mua sắm trực tuyến của chúng ta. Tuy nhiên, mút xốp cũng có những hạn chế. Nếu bị nén quá mức, nó sẽ không còn mềm mại và đàn hồi nữa, và khả năng hấp thụ lực va đập sẽ giảm dần.
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Colorado Boulder và Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia đã tiến hành nghiên cứu chuyên sâu về cấu trúc của vật liệu giảm chấn, sử dụng thuật toán máy tính để đề xuất một thiết kế không chỉ liên quan đến bản thân vật liệu mà còn đến cách bố trí vật liệu. Vật liệu giảm chấn này có thể hấp thụ năng lượng gấp khoảng sáu lần so với bọt xốp tiêu chuẩn và nhiều hơn 25% so với các công nghệ hàng đầu khác.
Bí quyết nằm ở hình dạng hình học của vật liệu giảm chấn. Nguyên lý hoạt động của các vật liệu giảm chấn truyền thống là ép tất cả các khoảng trống nhỏ trong bọt lại với nhau để hấp thụ năng lượng. Các nhà nghiên cứu đã sử dụngchất đàn hồi polyurethane nhiệt dẻoHọ đã nghiên cứu các vật liệu để in 3D tạo ra cấu trúc mạng lưới dạng tổ ong, có khả năng sụp đổ một cách có kiểm soát khi chịu tác động, từ đó hấp thụ năng lượng hiệu quả hơn. Nhưng nhóm nghiên cứu muốn tạo ra một vật liệu đa năng hơn, có thể xử lý nhiều loại tác động khác nhau với cùng hiệu quả.
Để đạt được điều này, họ bắt đầu với thiết kế dạng tổ ong, nhưng sau đó đã thêm những điều chỉnh đặc biệt – những đường xoắn nhỏ giống như hộp đàn accordion. Những đường xoắn này nhằm mục đích kiểm soát cách cấu trúc tổ ong sụp đổ dưới tác động lực, cho phép nó hấp thụ một cách mượt mà các rung động được tạo ra bởi các tác động khác nhau, dù nhanh và mạnh hay chậm và nhẹ.
Đây không chỉ là lý thuyết suông. Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm thiết kế của họ trong phòng thí nghiệm và ép vật liệu giảm chấn cải tiến này dưới các máy móc mạnh mẽ để chứng minh 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 với nhiều ứng dụng khác nhau.
Sự ra đời của vật liệu giảm chấn này có tác động rất lớn. Đối với các vận động viên, điều này có nghĩa là thiết bị có thể an toàn hơn, giảm nguy cơ va chạm và chấn thương do ngã. 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. Trên phạm vi rộng hơn, công nghệ này có thể cải thiện mọi thứ, từ rào chắn an toàn trên đường cao tốc đến các phương pháp đóng gói chúng ta sử dụng để vận chuyển hàng hóa dễ vỡ.
Thời gian đăng bài: 14/03/2024