นักวิจัยได้พัฒนาวัสดุโช้คอัพ TPU โพลียูรีเทนรูปแบบใหม่

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์และห้องปฏิบัติการแห่งชาติแซนเดียในสหรัฐอเมริกาได้เปิดตัวปฏิวัติวัสดุดูดซับแรงกระแทกซึ่งเป็นการพัฒนาที่ก้าวหน้าที่สามารถเปลี่ยนความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์จากอุปกรณ์กีฬาไปสู่การขนส่ง

วัสดุดูดซับแรงกระแทกที่ได้รับการออกแบบใหม่นี้สามารถทนต่อผลกระทบที่สำคัญและในไม่ช้าอาจรวมเข้ากับอุปกรณ์ฟุตบอลหมวกกันน็อกจักรยานและแม้แต่ใช้ในบรรจุภัณฑ์เพื่อปกป้องสิ่งของที่ละเอียดอ่อนในระหว่างการขนส่ง

ลองนึกภาพว่าวัสดุที่ดูดซับแรงกระแทกนี้ไม่เพียง แต่รองรับผลกระทบ แต่ยังดูดซับแรงมากขึ้นด้วยการเปลี่ยนรูปร่างของมันดังนั้นจึงมีบทบาทที่ชาญฉลาดมากขึ้น

นี่คือสิ่งที่ทีมนี้ประสบความสำเร็จ งานวิจัยของพวกเขาถูกตีพิมพ์ในวารสารวิชาการเทคโนโลยีวัสดุขั้นสูงโดยละเอียดสำรวจว่าเราสามารถเกินประสิทธิภาพของประสิทธิภาพของวัสดุโฟมแบบดั้งเดิม- วัสดุโฟมแบบดั้งเดิมทำงานได้ดีก่อนที่จะถูกบีบหนักเกินไป

โฟมมีอยู่ทั่วไป มันมีอยู่ในหมอนอิงที่เราพักหมวกกันน็อกที่เราสวมใส่และบรรจุภัณฑ์ที่ช่วยให้มั่นใจถึงความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ช็อปปิ้งออนไลน์ของเรา อย่างไรก็ตามโฟมยังมีข้อ จำกัด หากบีบมากเกินไปมันจะไม่นุ่มและยืดหยุ่นอีกต่อไปและประสิทธิภาพการดูดซับผลกระทบจะค่อยๆลดลง

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์และห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Sandia ได้ทำการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับโครงสร้างของวัสดุดูดซับแรงกระแทกโดยใช้อัลกอริทึมคอมพิวเตอร์เพื่อเสนอการออกแบบที่ไม่เพียง แต่เกี่ยวข้องกับวัสดุเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการจัดเรียงของวัสดุ วัสดุการทำให้หมาด ๆ นี้สามารถดูดซับพลังงานได้มากกว่าโฟมมาตรฐานประมาณหกเท่าและพลังงานมากกว่าเทคโนโลยีชั้นนำอื่น ๆ 25%

ความลับอยู่ในรูปทรงเรขาคณิตของวัสดุดูดซับแรงกระแทก หลักการทำงานของวัสดุการทำให้หมาด ๆ แบบดั้งเดิมคือการบีบพื้นที่เล็ก ๆ ทั้งหมดในโฟมเข้าด้วยกันเพื่อดูดซับพลังงาน นักวิจัยใช้เทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์วัสดุสำหรับการพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างรังผึ้งเช่นโครงสร้างตาข่ายที่ยุบในลักษณะที่ควบคุมเมื่อได้รับผลกระทบดังนั้นจึงดูดซับพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น แต่ทีมต้องการสิ่งที่เป็นสากลมากขึ้นซึ่งสามารถจัดการกับผลกระทบประเภทต่างๆด้วยประสิทธิภาพเดียวกัน

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้พวกเขาเริ่มต้นด้วยการออกแบบรังผึ้ง แต่เพิ่มการปรับพิเศษ - การบิดขนาดเล็กเช่นกล่องหีบเพลง kinks เหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อควบคุมว่าโครงสร้างของรังผึ้งยุบลงภายใต้แรงทำให้สามารถดูดซับการสั่นสะเทือนที่เกิดจากผลกระทบต่าง ๆ ได้อย่างราบรื่นไม่ว่าจะเป็นอย่างรวดเร็วและแข็งหรือช้าและนุ่ม

นี่ไม่ใช่แค่ทฤษฎี ทีมวิจัยทดสอบการออกแบบของพวกเขาในห้องปฏิบัติการและบีบวัสดุดูดซับแรงกระแทกที่เป็นนวัตกรรมภายใต้เครื่องจักรที่ทรงพลังเพื่อพิสูจน์ประสิทธิภาพของมัน ที่สำคัญกว่านั้นวัสดุกันกระแทกไฮเทคนี้สามารถผลิตได้โดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเชิงพาณิชย์ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย

ผลกระทบของการเกิดของวัสดุดูดซับแรงกระแทกนี้มีขนาดใหญ่มาก สำหรับนักกีฬานี่หมายถึงอุปกรณ์ที่ปลอดภัยกว่าซึ่งสามารถลดความเสี่ยงของการชนและการบาดเจ็บจากการตก สำหรับคนทั่วไปหมายความว่าหมวกกันน็อกจักรยานสามารถให้การป้องกันที่ดีขึ้นในอุบัติเหตุ ในโลกที่กว้างขึ้นเทคโนโลยีนี้สามารถปรับปรุงทุกอย่างตั้งแต่อุปสรรคด้านความปลอดภัยบนทางหลวงไปจนถึงวิธีการบรรจุภัณฑ์ที่เราใช้ในการขนส่งสินค้าที่เปราะบาง