นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์และห้องปฏิบัติการแห่งชาติซานเดียในสหรัฐอเมริกาได้เปิดตัวโครงการปฏิวัติวงการวัสดุดูดซับแรงกระแทกซึ่งถือเป็นพัฒนาการก้าวล้ำที่สามารถเปลี่ยนความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ตั้งแต่อุปกรณ์กีฬาไปจนถึงการขนส่ง
วัสดุดูดซับแรงกระแทกที่ได้รับการออกแบบใหม่นี้สามารถทนต่อแรงกระแทกได้อย่างมาก และอาจจะนำไปรวมไว้ในอุปกรณ์ฟุตบอล หมวกกันน็อคจักรยาน และแม้กระทั่งใช้ในบรรจุภัณฑ์เพื่อปกป้องสิ่งของที่บอบบางระหว่างการขนส่ง
ลองนึกดูว่าวัสดุดูดซับแรงกระแทกนี้ไม่เพียงแต่สามารถรองรับแรงกระแทกได้เท่านั้น แต่ยังสามารถดูดซับแรงได้มากขึ้นโดยการเปลี่ยนรูปร่าง จึงมีบทบาทที่ชาญฉลาดมากขึ้น
นี่คือสิ่งที่ทีมนี้ประสบความสำเร็จ งานวิจัยของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ Advanced Material Technology อย่างละเอียด โดยสำรวจว่าเราจะทำให้ประสิทธิภาพเหนือกว่าได้อย่างไรวัสดุโฟมแบบดั้งเดิมวัสดุโฟมแบบดั้งเดิมมีประสิทธิภาพดีก่อนที่จะถูกบีบแรงเกินไป
โฟมมีอยู่ทุกที่ มีอยู่ในเบาะรองนั่ง หมวกกันน็อคที่เราสวมใส่ และบรรจุภัณฑ์ที่ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ที่เราซื้อของออนไลน์ อย่างไรก็ตาม โฟมก็มีข้อจำกัดเช่นกัน หากถูกบีบมากเกินไป โฟมจะไม่นุ่มและยืดหยุ่นอีกต่อไป และประสิทธิภาพในการดูดซับแรงกระแทกจะลดลงเรื่อยๆ
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์และห้องปฏิบัติการแห่งชาติซานเดียได้ทำการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับโครงสร้างของวัสดุดูดซับแรงกระแทกโดยใช้ขั้นตอนวิธีของคอมพิวเตอร์เพื่อเสนอการออกแบบที่ไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับวัสดุเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับการจัดวางวัสดุด้วย วัสดุดูดซับแรงกระแทกนี้สามารถดูดซับพลังงานได้มากกว่าโฟมมาตรฐานประมาณ 6 เท่าและมากกว่าเทคโนโลยีชั้นนำอื่นๆ ถึง 25%
ความลับอยู่ที่รูปทรงเรขาคณิตของวัสดุดูดซับแรงกระแทก หลักการทำงานของวัสดุดูดซับแรงกระแทกแบบดั้งเดิมคือการบีบช่องว่างเล็กๆ ทั้งหมดในโฟมเข้าด้วยกันเพื่อดูดซับพลังงาน นักวิจัยใช้เทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์วัสดุสำหรับการพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างโครงตาข่ายคล้ายรังผึ้งที่ยุบตัวลงอย่างควบคุมได้เมื่อได้รับแรงกระแทก จึงสามารถดูดซับพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น แต่ทีมงานต้องการวัสดุที่เป็นสากลมากขึ้นซึ่งสามารถรองรับแรงกระแทกได้หลากหลายประเภทด้วยประสิทธิภาพที่เท่ากัน
เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ พวกเขาเริ่มต้นด้วยการออกแบบรังผึ้ง จากนั้นจึงเพิ่มการปรับแต่งพิเศษ เช่น การบิดเล็กๆ น้อยๆ เช่น กล่องแบบหีบเพลง การปรับแต่งเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อควบคุมว่าโครงสร้างรังผึ้งจะยุบตัวลงภายใต้แรงอย่างไร ทำให้สามารถดูดซับแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากแรงกระแทกต่างๆ ได้อย่างราบรื่น ไม่ว่าจะเป็นแรงเร็วหรือแรงช้าหรือแรงน้อย
นี่ไม่ใช่แค่ทฤษฎี ทีมวิจัยได้ทดสอบการออกแบบของพวกเขาในห้องปฏิบัติการและบีบวัสดุดูดซับแรงกระแทกอันสร้างสรรค์ของพวกเขาด้วยเครื่องจักรที่ทรงพลังเพื่อพิสูจน์ประสิทธิภาพของมัน ที่สำคัญกว่านั้น วัสดุกันกระแทกไฮเทคนี้สามารถผลิตได้โดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเชิงพาณิชย์ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
ผลกระทบจากการผลิตวัสดุดูดซับแรงกระแทกนี้มหาศาล สำหรับนักกีฬา นี่หมายถึงอุปกรณ์ที่อาจปลอดภัยกว่าซึ่งสามารถลดความเสี่ยงของการชนและการบาดเจ็บจากการหกล้มได้ สำหรับคนทั่วไป นั่นหมายถึงหมวกกันน็อคจักรยานสามารถให้การป้องกันที่ดีกว่าเมื่อเกิดอุบัติเหตุ ในโลกที่กว้างใหญ่ เทคโนโลยีนี้สามารถปรับปรุงทุกอย่างได้ ตั้งแต่แผงกั้นความปลอดภัยบนทางหลวงไปจนถึงวิธีการบรรจุหีบห่อที่เราใช้ในการขนส่งสินค้าเปราะบาง
เวลาโพสต์ : 14 มี.ค. 2567