Forscher der University of Colorado Boulder und des Sandia National Laboratory haben ein Revolutionäres entwickeltstoßabsorbierendes MaterialDabei handelt es sich um eine bahnbrechende Entwicklung, die die Sicherheit von Produkten von Sportgeräten bis hin zu Transportmitteln verändern kann.
Dieses neu entwickelte stoßabsorbierende Material hält erheblichen Stößen stand und könnte bald in Fußballausrüstung und Fahrradhelme integriert werden und sogar in Verpackungen zum Schutz empfindlicher Gegenstände während des Transports verwendet werden.
Stellen Sie sich vor, dass dieses stoßabsorbierende Material nicht nur Stöße abfedern kann, sondern durch die Veränderung seiner Form auch mehr Kraft absorbieren kann und so intelligenter agiert.
Genau das hat dieses Team erreicht. Ihre Forschung wurde in der Fachzeitschrift Advanced Material Technology ausführlich veröffentlicht und untersucht, wie wir die Leistung herkömmlicher Schaumstoffe übertreffen können. Herkömmliche Schaumstoffe funktionieren gut, bevor sie zu stark zusammengedrückt werden.
Schaum ist überall. Es steckt in den Kissen, auf denen wir uns ausruhen, in den Helmen, die wir tragen, und in der Verpackung, die die Sicherheit unserer Online-Shopping-Produkte gewährleistet. Allerdings hat Schaum auch seine Grenzen. Wenn es zu stark zusammengedrückt wird, ist es nicht mehr weich und elastisch und seine Stoßdämpfungsleistung lässt allmählich nach.
Forscher der University of Colorado Boulder und des Sandia National Laboratory haben die Struktur stoßabsorbierender Materialien eingehend untersucht und mithilfe von Computeralgorithmen ein Design vorgeschlagen, das nicht nur mit dem Material selbst, sondern auch mit seiner Anordnung zusammenhängt. 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 Räume im Schaum zusammenzudrücken, um Energie zu absorbieren. Forscher eingesetztthermoplastisches Polyurethan-Elastomermaterialfür den 3D-Druck, wodurch eine wabenartige Gitterstruktur entsteht, die bei Aufprall kontrolliert zusammenbricht und dadurch Energie effektiver absorbiert. Das Team möchte jedoch etwas Universelleres, das verschiedene Arten von Stößen mit der gleichen Effizienz bewältigen kann.
Um dies zu erreichen, begannen sie mit einem Wabendesign, fügten aber später spezielle Anpassungen hinzu – kleine Knoten wie ein Akkordeonbalg. Diese Knoten sollen steuern, wie die Wabenstruktur unter Krafteinwirkung zusammenbricht, sodass sie die Vibrationen, die durch verschiedene Stöße entstehen, ob schnell und hart oder langsam und weich, sanft absorbieren kann.
Das ist nicht nur theoretisch. Das Forschungsteam testete sein Design im Labor und drückte sein innovatives stoßdämpfendes Material unter leistungsstarken Maschinen, um seine Wirksamkeit zu demonstrieren. Noch wichtiger ist, dass dieses Hightech-Dämpfungsmaterial mit kommerziellen 3D-Druckern hergestellt werden kann und somit für ein breites Anwendungsspektrum geeignet ist.
Die Auswirkungen der Geburt dieses stoßdämpfenden Materials sind enorm. Für Sportler bedeutet dies potenziell sicherere Ausrüstung, die das Risiko von Kollisionen und Sturzverletzungen verringern kann. Für den Normalbürger bedeutet das, dass Fahrradhelme einen besseren Schutz bei Unfällen bieten können. In einer größeren Welt kann diese Technologie alles verbessern, von Sicherheitsbarrieren auf Autobahnen bis hin zu den Verpackungsmethoden, die wir zum Transport zerbrechlicher Güter verwenden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 04.09.2024