חוקרים מאוניברסיטת קולורדו בולדר והמעבדה הלאומית של סנדיה בארצות הברית השיקו מהפכןחומר סופג הלם, שהיא פיתוח פריצת דרך שיכולה לשנות את בטיחות המוצרים מציוד ספורט לתחבורה.
חומר סופג זעזועים זה עוצב לאחרונה יכול לעמוד בהשפעות משמעותיות ועשוי להיות משולב בקרוב בציוד כדורגל, קסדות אופניים ואף לשמש באריזה כדי להגן על פריטים עדינים במהלך התחבורה.
תאר לעצמך שחומר סופג זעזועים זה לא יכול רק לרפד את ההשפעה, אלא גם לספוג יותר כוח על ידי שינוי צורתו, ובכך למלא תפקיד אינטליגנטי יותר.
זה בדיוק מה שהצוות הזה השיג. המחקר שלהם פורסם בכתב העת האקדמי טכנולוגיית חומרים מתקדמים בפירוט, ובוחן כיצד אנו יכולים לעלות על הביצועים שלחומרי קצף מסורתייםו חומרי קצף מסורתיים מתפקדים היטב לפני שנדחקו חזק מדי.
קצף נמצא בכל מקום. זה קיים בכריות שאנו נשענים, הקסדות שאנו לובשים, והאריזה שמבטיחה את בטיחות מוצרי הקניות המקוונים שלנו. עם זאת, לקצף יש גם את המגבלות שלו. אם הוא נדחק יותר מדי, הוא כבר לא יהיה רך ואלסטי, וביצועי ספיגת ההשפעה שלו יירדו בהדרגה.
חוקרים מאוניברסיטת קולורדו בולדר והמעבדה הלאומית של סנדיה ערכו מחקר מעמיק על מבנה חומרים סופגים זעזועים, תוך שימוש באלגוריתמי מחשב כדי להציע תכנון שאינו קשור רק לחומר עצמו, אלא גם לסידור החומר. חומר דעיכה זה יכול לספוג פי שישה יותר אנרגיה מאשר קצף סטנדרטי ו -25% יותר אנרגיה מאשר טכנולוגיות מובילות אחרות.
הסוד טמון בצורת הגיאומטרית של החומר הסופג בהלם. העיקרון העובד של חומרי דעיכה מסורתיים הוא לסחוט את כל החללים הזעירים בקצף יחד כדי לספוג אנרגיה. חוקרים השתמשואלסטומר פוליאוריטן תרמופלסטיחומרים להדפסת תלת מימד ליצירת חלת דבש כמו מבנה סריג שמתמוטט באופן מבוקר כאשר הוא נתון להשפעה, ובכך סופג בצורה יעילה יותר אנרגיה. אבל הצוות רוצה משהו יותר אוניברסאלי שיכול להתמודד עם סוגים שונים של השפעות באותה יעילות.
כדי להשיג זאת, הם התחילו בעיצוב חלת דבש, אך לאחר מכן הוסיפו התאמות מיוחדות - פיתולים קטנים כמו תיבת אקורדיון. קינקים אלה שואפים לשלוט כיצד מבנה חלת הדבש מתמוטט תחת כוח, מה שמאפשר לו לספוג בצורה חלקה את התנודות הנוצרות על ידי השפעות שונות, בין אם הם מהירים וקשים או איטיים ורך.
זה לא רק תיאורטי. צוות המחקר בדק את עיצובם במעבדה וסחט את חומר ספיגת ההלם החדשני שלהם תחת מכונות עוצמתיות כדי להוכיח את יעילותו. חשוב מכך, ניתן לייצר חומר ריפוד היי-טק זה באמצעות מדפסות תלת מימד מסחריות, מה שהופך אותו למגוון רחב של יישומים.
ההשפעה של לידתו של חומר סופג הלם זה היא אדירה. עבור ספורטאים פירושו ציוד שעשוי להיות בטוח יותר שיכול להפחית את הסיכון להתנגשות ונפילה. עבור אנשים רגילים, פירוש הדבר שקסדות אופניים יכולות לספק הגנה טובה יותר בתאונות. בעולם הרחב יותר, טכנולוגיה זו יכולה לשפר את הכל, החל מחסומי בטיחות בכבישים מהירים ועד שיטות האריזה בהן אנו משתמשים כדי להעביר מוצרים שבירים.
זמן הודעה: MAR-14-2024