חוקרים מאוניברסיטת קולורדו בבולדר וממעבדת סנדיה הלאומית פיתחו טכנולוגיה מהפכניתחומר בולם זעזועים, שהיא פיתוח פורץ דרך שיכול לשנות את בטיחותם של מוצרים החל מציוד ספורט ועד תחבורה.
חומר בולם זעזועים חדש זה מסוגל לעמוד בפני פגיעות משמעותיות וייתכן שישולב בקרוב בציוד כדורגל, קסדות אופניים ואף ישמש באריזות להגנה על פריטים עדינים במהלך הובלה.
דמיינו שהחומר הבולם זעזועים הזה יכול לא רק לרכך פגיעות, אלא גם לספוג יותר כוח על ידי שינוי צורתו, ובכך לפעול בצורה חכמה יותר.
זה בדיוק מה שהצוות הזה השיג. המחקר שלהם פורסם בפירוט בכתב העת האקדמי Advanced Material Technology, ובו בחן כיצד נוכל לעלות על הביצועים של חומרי קצף מסורתיים. חומרי קצף מסורתיים מתפקדים היטב לפני שנלחצים חזק מדי.
קצף נמצא בכל מקום. הוא קיים בכריות שאנו נחים עליהן, בקסדות שאנו חובשים ובאריזה המבטיחה את בטיחות מוצרי הקניות המקוונות שלנו. עם זאת, לקצף יש גם מגבלות. אם לוחצים עליו יותר מדי, הוא לא יהיה עוד רך וגמיש, ויכולות ספיגת המכות שלו יפחתו בהדרגה.
חוקרים מאוניברסיטת קולורדו בבולדר וממעבדת סנדיה הלאומית ערכו מחקר מעמיק על מבנה חומרים בולמי זעזועים והציעו עיצוב שקשור לא רק לחומר עצמו, אלא גם לסידורו באמצעות אלגוריתמים ממוחשבים. חומר בולם זעזועים זה יכול לספוג בערך פי שישה יותר אנרגיה מקצף סטנדרטי ו-25% יותר אנרגיה מטכנולוגיות מובילות אחרות.
הסוד טמון בצורה הגיאומטרית של החומר סופג הזעזועים. עקרון הפעולה של חומרי בולם זעזועים מסורתיים הוא לדחוס את כל החללים הזעירים בקצף יחד כדי לספוג אנרגיה. חוקרים השתמשו ב...חומר אלסטומר פוליאוריטן תרמופלסטיעבור הדפסה תלת-ממדית, יצירת מבנה סריג דמוי חלת דבש שקורס בצורה מבוקרת בעת פגיעה, ובכך סופג אנרגיה בצורה יעילה יותר. אבל הצוות רוצה משהו אוניברסלי יותר, שיוכל להתמודד עם סוגים שונים של פגיעות באותה יעילות.
כדי להשיג זאת, הם התחילו עם עיצוב בצורת חלת דבש, אך בהמשך הוסיפו התאמות מיוחדות - קשרים קטנים כמו מפוח אקורדיון. קשרים אלה נועדו לשלוט באופן שבו מבנה חלת הדבש קורס תחת כוח, ומאפשרים לו לספוג בצורה חלקה את התנודות שנוצרות מפגיעות שונות, בין אם מהירות וחזקות או איטיות ורכות.
זה לא רק תיאורטי. צוות המחקר בדק את העיצוב שלהם במעבדה, וסחט את החומר החדשני לבלימת זעזועים תחת מכונות עוצמתיות כדי להדגים את יעילותו. חשוב מכך, חומר ריפוד מתקדם זה ניתן לייצר באמצעות מדפסות תלת-ממד מסחריות, מה שהופך אותו למתאים למגוון רחב של יישומים.
להיווצרותו של חומר בולם זעזועים זה יש השפעה עצומה. עבור ספורטאים, משמעות הדבר היא ציוד פוטנציאלי בטוח יותר שיכול להפחית את הסיכון להתנגשויות ולנפילות. עבור אנשים רגילים, משמעות הדבר היא שקסדות אופניים יכולות לספק הגנה טובה יותר בתאונות. בעולם רחב יותר, טכנולוגיה זו יכולה לשפר הכל, החל ממחסומי בטיחות בכבישים מהירים ועד לשיטות האריזה בהן אנו משתמשים להובלת סחורות שבירות.
זמן פרסום: 4 בספטמבר 2024