Forscher der University of Colorado Boulder und des Sandia National Laboratory haben ein revolutionäresstoßdämpfendes Material, eine bahnbrechende Entwicklung, die die Sicherheit von Produkten von Sportgeräten bis hin zu Transportmitteln verändern kann.
Dieses neu entwickelte stoßdämpfende Material ist in der Lage, erheblichen Stößen standzuhalten und könnte bald in Fußballausrüstungen und Fahrradhelmen integriert und sogar in Verpackungen verwendet werden, um empfindliche Gegenstände während des Transports zu schützen.
Stellen Sie sich vor, dieses stoßdämpfende Material kann nicht nur Stöße abfedern, sondern durch die Veränderung seiner Form auch mehr Kraft aufnehmen und somit intelligenter agieren.
Genau das ist diesem Team gelungen. Ihre Forschungsergebnisse wurden im Fachjournal „Advanced Material Technology“ veröffentlicht und zeigen, wie sich die Leistung herkömmlicher Schaumstoffe übertreffen lässt. Herkömmliche Schaumstoffe weisen eine gute Leistung auf, bevor sie zu stark zusammengedrückt werden.
Schaumstoff ist allgegenwärtig. Er findet sich in den Kissen, auf denen wir uns ausruhen, in den Helmen, die wir tragen, und in den Verpackungen, die die Sicherheit unserer Online-Produkte gewährleisten. Schaumstoff hat jedoch auch seine Grenzen. Wird er zu stark zusammengedrückt, verliert er seine Weichheit und Elastizität und seine Stoßdämpfungsleistung lässt allmählich nach.
Forscher der University of Colorado Boulder und des Sandia National Laboratory haben die Struktur stoßdämpfender Materialien eingehend untersucht und ein Design vorgeschlagen, das sich nicht nur auf das Material selbst, sondern auch auf seine Anordnung mithilfe von Computeralgorithmen bezieht. Dieses Dämpfungsmaterial kann etwa sechsmal mehr Energie absorbieren als Standardschaum und 25 % mehr Energie als andere führende Technologien.
Das Geheimnis liegt in der geometrischen Form des stoßdämpfenden Materials. Das Funktionsprinzip herkömmlicher Dämpfungsmaterialien besteht darin, alle winzigen Zwischenräume im Schaum zusammenzudrücken, um Energie zu absorbieren. Forscher verwendetenthermoplastisches Polyurethan-ElastomermaterialFür den 3D-Druck wurde eine wabenartige Gitterstruktur entwickelt, die bei einem Aufprall kontrolliert zusammenfällt und so Energie effektiver absorbiert. Das Team möchte jedoch ein universelleres Verfahren entwickeln, das verschiedene Arten von Stößen mit der gleichen Effizienz bewältigen kann.
Um dies zu erreichen, begannen sie mit einem Wabendesign, fügten später aber spezielle Anpassungen hinzu – kleine Knoten wie bei einem Ziehharmonikabalg. Diese Knoten sollen steuern, wie die Wabenstruktur unter Krafteinwirkung zusammenfällt, sodass sie die durch verschiedene Stöße erzeugten Vibrationen sanft absorbieren kann, egal ob schnell und hart oder langsam und weich.
Dies ist nicht nur Theorie. Das Forschungsteam testete seinen Entwurf im Labor und presste das innovative stoßdämpfende Material unter leistungsstarke Maschinen, um dessen Wirksamkeit zu demonstrieren. Noch wichtiger ist, dass dieses Hightech-Dämpfungsmaterial mit kommerziellen 3D-Druckern hergestellt werden kann und sich daher für eine Vielzahl von Anwendungen eignet.
Die Entwicklung dieses stoßdämpfenden Materials hat enorme Auswirkungen. Für Sportler bedeutet dies potenziell sicherere Ausrüstung, die das Risiko von Kollisionen und Sturzverletzungen verringern kann. Für den Normalbürger bedeutet dies, dass Fahrradhelme bei Unfällen besseren Schutz bieten können. Insgesamt kann diese Technologie vieles verbessern, von Leitplanken auf Autobahnen bis hin zu den Verpackungsmethoden, die wir für den Transport zerbrechlicher Güter verwenden.
Beitragszeit: 04.09.2024