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 hält erheblichen Stößen stand 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 Forschung wurde im Fachjournal „Advanced Material Technology“ ausführlich veröffentlicht und untersucht, wie sich die Leistung herkömmlicher Schaumstoffe übertreffen lässt. Herkömmliche Schaumstoffe weisen eine gute Leistung auf, bevor sie zu stark komprimiert 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 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 vorgeschlagen, das nicht nur auf das Material selbst, sondern auch auf dessen Anordnung mithilfe von Computeralgorithmen basiert. 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 System 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 ein 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 ließ das innovative stoßdämpfende Material unter leistungsstarken Maschinen komprimieren, 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. Im Großen und Ganzen kann diese Technologie vieles verbessern, von Leitplanken auf Autobahnen bis hin zu den Verpackungsmethoden für den Transport zerbrechlicher Güter.
Beitragszeit: 04.09.2024