חוקרים מאוניברסיטת קולורדו בבולדר וממעבדת סנדיה הלאומית בארצות הברית השיקו תוכנית מהפכניתחומר בולם זעזועים, שהיא פיתוח פורץ דרך שיכול לשנות את בטיחותם של מוצרים, החל מציוד ספורט ועד לתחבורה.
חומר בולם זעזועים חדש זה יכול 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 את הפגיעה, אלא גם לספוג יותר כוח על ידי שינוי צורתו, ובכך למלא תפקיד חכם יותר.
זה בדיוק מה שהצוות הזה השיג. המחקר שלהם פורסם בפירוט בכתב העת האקדמי Advanced Material Technology, ובו בחן כיצד נוכל לעלות על הביצועים שלחומרי קצף מסורתייםחומרי קצף מסורתיים מתפקדים היטב לפני שהם נלחצים 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, תוך שימוש באלגוריתמים ממוחשבים כדי להציע עיצוב שקשור לא רק לחומר עצמו, אלא גם לסידור החומר. 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...אלסטומר פוליאוריטן תרמופלסטיחומרים להדפסה תלת-ממדית ליצירת מבנה סריג דמוי חלת דבש שקורס בצורה מבוקרת כאשר הוא נתון לפגיעה, ובכך סופג אנרגיה בצורה יעילה יותר. אבל הצוות רוצה משהו אוניברסלי יותר שיכול להתמודד עם סוגים שונים של פגיעות באותה יעילות.
כדי להשיג זאת, הם התחילו עם עיצוב בצורת חלת דבש, אך לאחר מכן הוסיפו התאמות מיוחדות - פיתולים קטנים כמו תיבת אקורדיון. כיפופים אלה נועדו לשלוט באופן שבו מבנה חלת הדבש קורס תחת כוח, מה שמאפשר לו לספוג בצורה חלקה את התנודות שנוצרות מפגיעות שונות, בין אם הן מהירות וחזקות או איטיות ורכות.
זה לא רק תיאורטי. צוות המחקר בדק את העיצוב שלהם במעבדה וסחט את חומר בולם הזעזועים החדשני שלהם תחת מכונות עוצמתיות כדי להוכיח את יעילותו. חשוב מכך, חומר ריפוד מתקדם זה ניתן לייצר באמצעות מדפסות תלת מימד 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 הרחב, טכנולוגיה זו יכולה לשפר הכל, החל ממחסומי בטיחות בכבישים מהירים ועד לשיטות האריזה בהן אנו משתמשים להובלת סחורות שבירות.
זמן פרסום: 14 במרץ 2024