Forscher der University of Colorado Boulder und des Sandia National Laboratory in den Vereinigten Staaten 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 kann starken Stößen standhalten und könnte schon bald in Fußballausrüstung, Fahrradhelme und sogar in Verpackungen zum Einsatz kommen, um empfindliche Gegenstände beim Transport zu schützen.
Stellen Sie sich vor, dass dieses stoßdämpfende Material nicht nur den Aufprall abfedern, sondern durch Formveränderung auch mehr Kraft absorbieren und somit eine intelligentere Rolle spielen kann.
Genau das hat dieses Team erreicht. Ihre Forschungsergebnisse wurden detailliert in der Fachzeitschrift „Advanced Material Technology“ veröffentlicht und untersuchen, wie wir die Leistung von … übertreffen können.traditionelle SchaumstoffeHerkömmliche Schaumstoffe eignen sich gut, 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 untersuchten die Struktur stoßdämpfender Materialien eingehend. Mithilfe von Computerprogrammen entwickelten sie ein Design, das nicht nur das Material selbst, sondern auch dessen Anordnung 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-ElastomerMaterialien für den 3D-Druck ermöglichen die Herstellung einer wabenartigen Gitterstruktur, die sich bei einem Aufprall kontrolliert zusammenfaltet und dadurch Energie effektiver absorbiert. Das Team wünscht sich jedoch ein universelleres Material, das verschiedene Arten von Aufprall mit gleicher Effizienz bewältigen kann.
Um dies zu erreichen, verwendeten sie zunächst eine Wabenstruktur, die sie dann durch spezielle Anpassungen – kleine Verdrehungen wie bei einer Ziehharmonika – ergänzten. Diese Verdrehungen dienen dazu, das Zusammenfalten der Wabenstruktur unter Krafteinwirkung zu steuern und so die durch verschiedene Stöße erzeugten Vibrationen – egal ob schnell und hart oder langsam und sanft – gleichmäßig zu absorbieren.
Dies ist nicht nur Theorie. Das Forschungsteam testete seinen Entwurf im Labor und unterzog sein innovatives stoßdämpfendes Material leistungsstarken Maschinen, um dessen Wirksamkeit zu beweisen. 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.
Veröffentlichungszeit: 14. März 2024