חוקרים מאוניברסיטת קולורדו בולדר והמעבדה הלאומית של סנדיה פיתחו מהפכןחומר בולם זעזועים, שהוא פיתוח פורץ דרך שיכול לשנות את הבטיחות של מוצרים החל מציוד ספורט ועד תחבורה.
חומר בולם זעזועים חדש שעוצב זה מסוגל לעמוד בפני פגיעות משמעותיות ועשוי להשתלב בקרוב בציוד כדורגל, קסדות אופניים, ואפילו בשימוש באריזה כדי להגן על פריטים עדינים במהלך ההובלה.
תארו לעצמכם שחומר בולם זעזועים זה יכול לא רק לרפד פגיעות, אלא גם לספוג יותר כוח על ידי שינוי צורתו, ובכך לפעול בצורה חכמה יותר.
זה בדיוק מה שהקבוצה הזו השיגה. המחקר שלהם פורסם בכתב העת האקדמי Advanced Material Technology בפירוט, בוחן כיצד אנו יכולים לעלות על הביצועים של חומרי קצף מסורתיים. חומרי קצף מסורתיים מתפקדים היטב לפני שהם נסחטים חזק מדי.
קצף נמצא בכל מקום. הוא קיים בכריות שעליהן אנו נחים, בקסדות שאנו חובשים, ובאריזה המבטיחה את בטיחות מוצרי הקניות המקוונות שלנו. עם זאת, לקצף יש גם מגבלות. אם הוא נלחץ יותר מדי, הוא כבר לא יהיה רך ואלסטי, וביצועי ספיגת הפגיעה שלו ירדו בהדרגה.
חוקרים מאוניברסיטת קולורדו בולדר והמעבדה הלאומית של Sandia ערכו מחקר מעמיק על המבנה של חומרים בולמי זעזועים והציעו תכנון שאינו קשור רק לחומר עצמו, אלא גם לסידור שלו באמצעות אלגוריתמים ממוחשבים. חומר שיכוך זה יכול לספוג בערך פי שישה יותר אנרגיה מקצף רגיל ו-25% יותר אנרגיה מטכנולוגיות מובילות אחרות.
הסוד טמון בצורה הגיאומטרית של החומר בולם הזעזועים. עקרון העבודה של חומרי שיכוך מסורתיים הוא לסחוט את כל החללים הזעירים בקצף יחד כדי לספוג אנרגיה. חוקרים השתמשוחומר אלסטומר פוליאוריטן תרמופלסטילהדפסה תלת מימדית, יצירת מבנה סריג דמוי חלת דבש שמתמוטט בצורה מבוקרת בעת פגיעה, ובכך סופג אנרגיה בצורה יעילה יותר. אבל הצוות רוצה משהו אוניברסלי יותר, מסוגל להתמודד עם סוגים שונים של השפעות באותה יעילות.
כדי להשיג זאת, הם התחילו בעיצוב חלת דבש, אבל מאוחר יותר הוסיפו התאמות מיוחדות - קשרים קטנים כמו מפוח אקורדיון. קשרים אלו נועדו לשלוט כיצד מבנה חלת הדבש קורס בכוח, ומאפשר לו לספוג בצורה חלקה את הרעידות הנוצרות מפגיעות שונות, בין אם מהירות וקשות או איטיות ורכות.
זה לא רק תיאורטי. צוות המחקר בדק את העיצוב שלהם במעבדה, סחט את החומר החדשני לבלימת זעזועים מתחת למכונות חזקות כדי להדגים את יעילותו. חשוב מכך, ניתן לייצר את חומר הריפוד היי-טק הזה באמצעות מדפסות תלת מימד מסחריות, מה שהופך אותו למתאים למגוון רחב של יישומים.
ההשפעה של לידתו של החומר בולם הזעזועים הזה היא עצומה. עבור ספורטאים, משמעות הדבר היא ציוד בטוח יותר שיכול להפחית את הסיכון לפציעות התנגשות ונפילה. עבור אנשים רגילים, זה אומר שקסדות אופניים יכולות לספק הגנה טובה יותר בתאונות. בעולם רחב יותר, טכנולוגיה זו יכולה לשפר כל דבר, החל מחסומי בטיחות בכבישים מהירים ועד לשיטות האריזה שבהן אנו משתמשים להובלת סחורות שבירות.
זמן פרסום: 04-04-2024