Forscher der University of Colorado Boulder und des Sandia National Laboratory in den USA haben eine revolutionärestoßdämpfendes Material, eine bahnbrechende Entwicklung, die die Sicherheit von Produkten – von Sportgeräten bis hin zum Transport – 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 den Aufprall abfedern, sondern durch die Veränderung seiner Form auch mehr Kraft absorbieren und spielt somit eine intelligentere Rolle.
Genau das ist diesem Team gelungen. Ihre Forschung wurde in der Fachzeitschrift Advanced Material Technology ausführlich veröffentlicht und untersucht, wie wir die Leistung vontraditionelle Schaumstoffe. Herkömmliche Schaumstoffe weisen eine gute Leistung auf, bevor sie zu stark zusammengedrückt 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 untersuchten eingehend die Struktur stoßdämpfender Materialien. Mithilfe von Computeralgorithmen entwickelten sie ein Design, das nicht nur auf das Material selbst, sondern auch auf dessen Anordnung abgestimmt ist. 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 Schaum zusammenzudrücken, um Energie zu absorbieren. Forscher verwendetenthermoplastisches Polyurethan-ElastomerMaterialien für den 3D-Druck, um eine wabenartige Gitterstruktur zu schaffen, die bei Stößen kontrolliert zusammenfällt und so Energie effektiver absorbiert. Das Team möchte jedoch etwas Universelleres entwickeln, 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 Verdrehungen wie bei einer Ziehharmonika. Diese Knicke sollen steuern, wie die Wabenstruktur unter Krafteinwirkung zusammenfällt, sodass sie die durch verschiedene Stöße erzeugten Vibrationen sanft absorbieren kann, egal ob sie schnell und hart oder langsam und weich sind.
Dies ist nicht nur Theorie. Das Forschungsteam testete seinen Entwurf im Labor und presste das innovative stoßdämpfende Material unter leistungsstarke Maschinen, um dessen Wirksamkeit zu beweisen. 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. Weltweit kann diese Technologie vieles verbessern, von Leitplanken auf Autobahnen bis hin zu den Verpackungsmethoden für den Transport zerbrechlicher Güter.
Veröffentlichungszeit: 14. März 2024