นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ และห้องปฏิบัติการแห่งชาติซานเดีย ได้พัฒนาการปฏิวัติวัสดุดูดซับแรงกระแทกซึ่งเป็นการพัฒนาที่ก้าวล้ำที่สามารถเปลี่ยนความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ตั้งแต่อุปกรณ์กีฬาไปจนถึงการขนส่ง
วัสดุดูดซับแรงกระแทกที่ออกแบบใหม่นี้สามารถทนต่อแรงกระแทกที่สำคัญ และอาจนำไปใช้ในอุปกรณ์ฟุตบอล หมวกกันน็อคจักรยาน และแม้แต่ใช้ในบรรจุภัณฑ์เพื่อปกป้องสิ่งของที่บอบบางระหว่างการขนส่งในเร็วๆ นี้
ลองนึกภาพว่าวัสดุดูดซับแรงกระแทกนี้ไม่เพียงแต่สามารถรองรับแรงกระแทกเท่านั้น แต่ยังดูดซับแรงได้มากขึ้นโดยการเปลี่ยนรูปร่าง จึงทำหน้าที่ได้อย่างชาญฉลาดยิ่งขึ้น
นี่คือสิ่งที่ทีมนี้ประสบความสำเร็จ งานวิจัยของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ Advanced Material Technology โดยละเอียด โดยสำรวจว่าเราจะก้าวข้ามประสิทธิภาพของวัสดุโฟมแบบดั้งเดิมได้อย่างไร วัสดุโฟมแบบดั้งเดิมทำงานได้ดีก่อนที่จะถูกบีบแรงเกินไป
โฟมมีอยู่ทั่วไป โดยจะมีอยู่ในเบาะรองนั่งที่เรานอน หมวกกันน็อคที่เราสวม และบรรจุภัณฑ์ที่รับประกันความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ช้อปปิ้งออนไลน์ของเรา อย่างไรก็ตาม โฟมก็มีข้อจำกัดเช่นกัน หากบีบมากเกินไป จะไม่นุ่มและยืดหยุ่นอีกต่อไป และประสิทธิภาพการดูดซับแรงกระแทกจะค่อยๆ ลดลง
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ และห้องปฏิบัติการแห่งชาติแซนเดีย ได้ทำการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับโครงสร้างของวัสดุดูดซับแรงกระแทก และเสนอการออกแบบที่ไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับวัสดุเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการจัดเรียงโดยใช้อัลกอริทึมของคอมพิวเตอร์ด้วย วัสดุหน่วงนี้สามารถดูดซับพลังงานได้มากกว่าโฟมมาตรฐานประมาณ 6 เท่า และมากกว่าเทคโนโลยีชั้นนำอื่นๆ ถึง 25%
ความลับอยู่ที่รูปทรงเรขาคณิตของวัสดุดูดซับแรงกระแทก หลักการทำงานของวัสดุหน่วงแบบดั้งเดิมคือการบีบพื้นที่เล็กๆ ทั้งหมดในโฟมเข้าด้วยกันเพื่อดูดซับพลังงาน นักวิจัยใช้วัสดุเทอร์โมพลาสติก โพลียูรีเทน อีลาสโตเมอร์สำหรับการพิมพ์ 3 มิติ การสร้างโครงสร้างคล้ายรังผึ้งคล้ายโครงตาข่ายที่จะพังทลายลงอย่างควบคุมได้เมื่อถูกกระแทก จึงดูดซับพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น แต่ทีมงานต้องการสิ่งที่เป็นสากลมากขึ้น สามารถรับมือกับผลกระทบประเภทต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพเท่ากัน
เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ พวกเขาเริ่มต้นด้วยการออกแบบแบบรวงผึ้ง แต่ต่อมาได้เพิ่มการปรับแต่งพิเศษ เช่น ปมเล็กๆ เช่น เครื่องเป่าลมหีบเพลง นอตเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อควบคุมการยุบตัวของโครงสร้างรังผึ้งภายใต้แรง ทำให้สามารถดูดซับแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากการกระแทกต่างๆ ได้อย่างราบรื่น ไม่ว่าจะเร็วและแรง หรือช้าและเบา
นี่ไม่ใช่แค่เชิงทฤษฎีเท่านั้น ทีมวิจัยได้ทดสอบการออกแบบในห้องปฏิบัติการ โดยบีบวัสดุดูดซับแรงกระแทกที่เป็นนวัตกรรมใหม่ไว้ใต้เครื่องจักรอันทรงพลังเพื่อแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพ ที่สำคัญกว่านั้น วัสดุกันกระแทกเทคโนโลยีขั้นสูงนี้สามารถผลิตได้โดยใช้เครื่องพิมพ์ 3D เชิงพาณิชย์ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
การกำเนิดของวัสดุดูดซับแรงกระแทกนี้มีผลกระทบอย่างมาก สำหรับนักกีฬา นี่หมายถึงอุปกรณ์ที่อาจปลอดภัยกว่าซึ่งสามารถลดความเสี่ยงของการชนกันและการบาดเจ็บจากการล้มได้ สำหรับคนทั่วไป นั่นหมายความว่าหมวกกันน็อคจักรยานสามารถป้องกันอุบัติเหตุได้ดีขึ้น ในโลกที่กว้างกว่านี้ เทคโนโลยีนี้สามารถปรับปรุงทุกอย่างตั้งแต่แผงกั้นด้านความปลอดภัยบนทางหลวงไปจนถึงวิธีการบรรจุหีบห่อที่เราใช้ในการขนส่งสินค้าที่เปราะบาง
เวลาโพสต์: Sep-04-2024