Forscher der University of Colorado Boulder und des Sandia National Laboratory in den Vereinigten Staaten haben eine Revolution auf den Markt gebrachtstoßabsorbierendes 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 kann erheblichen Stößen standhalten 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 den Aufprall abfedern kann, sondern durch die Änderung seiner Form auch mehr Kraft absorbieren kann und somit eine intelligentere Rolle spielt.
Genau das hat dieses Team erreicht. Ihre Forschung wurde in der Fachzeitschrift Advanced Material Technology ausführlich veröffentlicht und untersucht, wie wir die Leistung von übertreffen könnentraditionelle Schaumstoffe. 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 führten eingehende Untersuchungen zur Struktur stoßabsorbierender Materialien durch und nutzten Computeralgorithmen, um ein Design vorzuschlagen, das nicht nur mit dem Material selbst, sondern auch mit der Anordnung des Materials zusammenhängt Material. 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-ElastomerMaterialien für den 3D-Druck, um eine wabenartige Gitterstruktur zu erzeugen, die bei Stößen 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 dann aber spezielle Anpassungen hinzu – kleine Drehungen wie bei einer Ziehharmonikabox. Diese Knicke zielen darauf ab, zu steuern, wie die Wabenstruktur unter Krafteinwirkung zusammenbricht, sodass sie die durch verschiedene Stöße erzeugten Vibrationen reibungslos absorbieren kann, unabhängig davon, ob diese schnell und hart oder langsam und weich sind.
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 beweisen. 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. Auf der ganzen Welt kann diese Technologie alles verbessern, von Sicherheitsbarrieren auf Autobahnen bis hin zu den Verpackungsmethoden, die wir für den Transport zerbrechlicher Güter verwenden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 14. März 2024