Forscher der University of Colorado Boulder und des Sandia National Laboratory haben eine revolutionärestoßdämpfendes Material, was eine bahnbrechende Entwicklung darstellt, die die Sicherheit von Produkten von Sportgeräten bis hin zu Transportmitteln verändern kann.
Dieses neu entwickelte stoßdämpfende Material ist in der Lage, starken Stößen standzuhalten und könnte schon bald in Fußballausrüstung, Fahrradhelme und sogar in Verpackungen zum Schutz empfindlicher Gegenstände beim Transport eingesetzt werden.
Stellen Sie sich vor, dieses stoßdämpfende Material kann nicht nur Stöße abfedern, sondern durch Formveränderung auch mehr Kraft absorbieren und so intelligenter wirken.
Genau das hat dieses Team erreicht. Ihre Forschungsergebnisse wurden detailliert in der Fachzeitschrift „Advanced Material Technology“ veröffentlicht und untersuchen, wie die Leistungsfähigkeit herkömmlicher Schaumstoffe übertroffen werden kann. Herkömmliche Schaumstoffe weisen eine gute Leistungsfähigkeit auf, solange sie nicht zu stark zusammengedrückt werden.
Schaumstoff ist allgegenwärtig. Er steckt in den Kissen, auf denen wir sitzen, den Helmen, die wir tragen, und den Verpackungen, die unsere Online-Einkäufe schützen. Doch auch Schaumstoff hat seine Grenzen. Wird er zu stark zusammengedrückt, verliert er seine Weichheit und Elastizität, und seine Stoßdämpfung lässt allmählich nach.
Forscher der University of Colorado Boulder und des Sandia National Laboratory haben die Struktur stoßdämpfender Materialien eingehend untersucht und ein Design entwickelt, das nicht nur das Material selbst, sondern auch dessen Anordnung mithilfe von Computeralgorithmen berücksichtigt. Dieses Dämpfungsmaterial kann etwa sechsmal mehr Energie absorbieren als herkömmlicher Schaumstoff 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 Schaumstoff zusammenzudrücken, um Energie zu absorbieren. Forscher verwendetenthermoplastisches Polyurethan-ElastomermaterialFür den 3D-Druck wird eine wabenartige Gitterstruktur erzeugt, die sich bei einem Aufprall kontrolliert zusammenfaltet und dadurch Energie effektiver absorbiert. Das Team strebt jedoch eine universellere Lösung an, die verschiedene Arten von Aufprall mit gleicher Effizienz bewältigen kann.
Um dies zu erreichen, begannen sie mit einer Wabenstruktur, fügten später aber spezielle Anpassungen hinzu – kleine Knoten, ähnlich einem Akkordeonbalg. Diese Knoten steuern, wie die Wabenstruktur unter Krafteinwirkung zusammenfällt, sodass sie die durch verschiedene Stöße – ob schnell und hart oder langsam und sanft – erzeugten Vibrationen gleichmäßig absorbieren kann.
Dies ist nicht nur Theorie. Das Forschungsteam testete seinen Entwurf im Labor und unterzog das innovative stoßdämpfende Material leistungsstarken Maschinen, um seine Wirksamkeit zu demonstrieren. Noch wichtiger ist, dass sich dieses Hightech-Dämpfungsmaterial mit handelsüblichen 3D-Druckern herstellen lässt und somit für ein breites Anwendungsspektrum geeignet ist.
Die Entwicklung dieses stoßdämpfenden Materials hat enorme Auswirkungen. Für Sportler bedeutet dies potenziell sicherere Ausrüstung, die das Risiko von Kollisions- und Sturzverletzungen verringern kann. Für den Alltag bedeutet es, dass Fahrradhelme bei Unfällen besseren Schutz bieten können. Weltweit kann diese Technologie alles verbessern, von Leitplanken auf Autobahnen bis hin zu Verpackungsmethoden für den Transport zerbrechlicher Güter.
Veröffentlichungsdatum: 04.09.2024