นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ และห้องปฏิบัติการแห่งชาติซานเดีย ในสหรัฐอเมริกา ได้เปิดตัวการปฏิวัติวัสดุดูดซับแรงกระแทกซึ่งเป็นการพัฒนาที่ก้าวล้ำที่สามารถเปลี่ยนความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ตั้งแต่อุปกรณ์กีฬาไปจนถึงการขนส่ง
วัสดุดูดซับแรงกระแทกที่ออกแบบใหม่นี้สามารถทนต่อแรงกระแทกที่สำคัญ และอาจรวมเข้ากับอุปกรณ์ฟุตบอล หมวกกันน็อคจักรยาน และแม้แต่ใช้ในบรรจุภัณฑ์เพื่อปกป้องสิ่งของที่บอบบางระหว่างการขนส่ง
ลองนึกภาพว่าวัสดุดูดซับแรงกระแทกนี้ไม่เพียงแต่สามารถรองรับแรงกระแทกเท่านั้น แต่ยังดูดซับแรงได้มากขึ้นโดยการเปลี่ยนรูปร่างด้วย จึงมีบทบาทที่ชาญฉลาดมากขึ้น
นี่คือสิ่งที่ทีมนี้ประสบความสำเร็จงานวิจัยของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ Advanced Material Technology โดยละเอียด โดยสำรวจว่าเราจะก้าวข้ามประสิทธิภาพของมันได้อย่างไรวัสดุโฟมแบบดั้งเดิม-วัสดุโฟมแบบดั้งเดิมทำงานได้ดีก่อนที่จะถูกบีบแรงเกินไป
โฟมมีอยู่ทั่วไปโดยจะมีอยู่ในเบาะรองนั่งที่เรานอน หมวกกันน็อคที่เราสวม และบรรจุภัณฑ์ที่รับประกันความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ช้อปปิ้งออนไลน์ของเราอย่างไรก็ตาม โฟมก็มีข้อจำกัดเช่นกันหากบีบมากเกินไป จะไม่นุ่มและยืดหยุ่นอีกต่อไป และประสิทธิภาพการดูดซับแรงกระแทกจะค่อยๆ ลดลง
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ และห้องปฏิบัติการแห่งชาติแซนเดีย ได้ทำการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับโครงสร้างของวัสดุดูดซับแรงกระแทก โดยใช้อัลกอริธึมคอมพิวเตอร์เพื่อเสนอการออกแบบที่ไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับวัสดุเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการจัดเรียงของวัสดุด้วย วัสดุ.วัสดุหน่วงนี้สามารถดูดซับพลังงานได้มากกว่าโฟมมาตรฐานประมาณ 6 เท่า และมากกว่าเทคโนโลยีชั้นนำอื่นๆ ถึง 25%
ความลับอยู่ที่รูปทรงเรขาคณิตของวัสดุดูดซับแรงกระแทกหลักการทำงานของวัสดุหน่วงแบบดั้งเดิมคือการบีบพื้นที่เล็กๆ ทั้งหมดในโฟมเข้าด้วยกันเพื่อดูดซับพลังงานนักวิจัยใช้เทอร์โมพลาสติก โพลียูรีเทน อีลาสโตเมอร์วัสดุสำหรับการพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างโครงสร้างคล้ายรังผึ้งคล้ายโครงตาข่ายที่จะพังทลายลงอย่างควบคุมได้เมื่อถูกกระแทก จึงดูดซับพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นแต่ทีมงานต้องการสิ่งที่เป็นสากลมากขึ้นซึ่งสามารถรับมือกับผลกระทบประเภทต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพเท่ากัน
เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ พวกเขาเริ่มต้นด้วยการออกแบบแบบรวงผึ้ง แต่จากนั้นก็ได้เพิ่มการปรับแต่งพิเศษ เช่น การบิดเล็กๆ น้อยๆ เหมือนกล่องหีบเพลงการหักงอเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อควบคุมวิธีที่โครงสร้างรวงผึ้งจะพังทลายลงภายใต้แรง ทำให้สามารถดูดซับแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากการกระแทกต่างๆ ได้อย่างราบรื่น ไม่ว่าจะเป็นแบบเร็วและแข็ง หรือช้าและนุ่มนวล
นี่ไม่ใช่แค่เชิงทฤษฎีเท่านั้นทีมวิจัยได้ทดสอบการออกแบบในห้องปฏิบัติการและบีบวัสดุดูดซับแรงกระแทกที่เป็นนวัตกรรมใหม่ไว้ใต้เครื่องจักรอันทรงพลังเพื่อพิสูจน์ประสิทธิภาพที่สำคัญกว่านั้น วัสดุกันกระแทกเทคโนโลยีขั้นสูงนี้สามารถผลิตได้โดยใช้เครื่องพิมพ์ 3D เชิงพาณิชย์ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
การกำเนิดของวัสดุดูดซับแรงกระแทกนี้มีผลกระทบอย่างมากสำหรับนักกีฬา นี่หมายถึงอุปกรณ์ที่อาจปลอดภัยกว่าซึ่งสามารถลดความเสี่ยงของการชนกันและการบาดเจ็บจากการล้มได้สำหรับคนทั่วไป นั่นหมายความว่าหมวกกันน็อคจักรยานสามารถป้องกันอุบัติเหตุได้ดีขึ้นในโลกที่กว้างขึ้น เทคโนโลยีนี้สามารถปรับปรุงทุกอย่างตั้งแต่แผงกั้นด้านความปลอดภัยบนทางหลวงไปจนถึงวิธีการบรรจุหีบห่อที่เราใช้ในการขนส่งสินค้าที่เปราะบาง
เวลาโพสต์: 14 มี.ค. 2024