أطلق باحثون من جامعة كولورادو بولدر ومختبر سانديا الوطني في الولايات المتحدة ثوريًامادة امتصاص الصدمة، وهو تطور اختراق يمكن أن يغير سلامة المنتجات من المعدات الرياضية إلى النقل.
يمكن أن تصمد هذه المواد التي تمتص الصدمات المصممة حديثًا على تأثيرات كبيرة وقد يتم دمجها قريبًا في معدات كرة القدم ، وخوذات الدراجات ، وحتى تستخدم في العبوة لحماية العناصر الحساسة أثناء النقل.
تخيل أن هذه المواد الممتصة للصدمات لا يمكن أن تضعف التأثير فحسب ، بل تمتص أيضًا المزيد من القوة من خلال تغيير شكلها ، وبالتالي لعب دور أكثر ذكاءً.
هذا هو بالضبط ما حققه هذا الفريق. تم نشر أبحاثهم في المجلة الأكاديمية Advanced Material Technology بالتفصيل ، واستكشاف كيف يمكننا تجاوز أداءمواد الرغوة التقليدية. تعمل مواد الرغوة التقليدية جيدًا قبل أن يتم الضغط عليها بشدة.
الرغوة في كل مكان. إنه موجود في الوسائد التي نستريح عليها ، والخوذات التي نرتديها ، والتعبئة التي تضمن سلامة منتجات التسوق عبر الإنترنت لدينا. ومع ذلك ، فإن الرغوة لها حدودها. إذا تم الضغط عليه أكثر من اللازم ، فلن يكون ناعمًا ومرنًا ، وسيتراجع أداء امتصاص التأثير تدريجياً.
أجرى باحثون من جامعة كولورادو بولدر ومختبر سانديا الوطني أبحاثًا متعمقة حول بنية مواد امتصاص الصدمات ، باستخدام خوارزميات الكمبيوتر لاقتراح تصميم لا يرتبط فقط بالمواد نفسها ، ولكن أيضًا بترتيب المادة. يمكن أن تمتص مادة التخميد هذه حوالي ستة أضعاف طاقة أكثر من الرغوة القياسية و 25 ٪ من الطاقة من التقنيات الرائدة الأخرى.
يكمن السر في الشكل الهندسي للمواد الممتصة للصدمات. يتمثل مبدأ العمل في مواد التخميد التقليدية في الضغط على جميع المساحات الصغيرة في الرغوة معًا لامتصاص الطاقة. يستخدم الباحثونالبولي يوريثان المرنة الحراريةالمواد للطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء قرص العسل مثل بنية الشبكة التي تنهار بطريقة يتم التحكم فيها عند تعرضها للتأثير ، وبالتالي امتصاص الطاقة بشكل أكثر فعالية. لكن الفريق يريد شيئًا أكثر عالمية يمكنه التعامل مع أنواع مختلفة من التأثيرات بنفس الكفاءة.
لتحقيق ذلك ، بدأوا بتصميم قرص العسل ، ولكن بعد ذلك أضافوا تعديلات خاصة - تحولات صغيرة مثل صندوق الأكورديون. تهدف هذه الخلايا إلى التحكم في كيفية انهيار هيكل قرص العسل تحت القوة ، مما يتيح لها امتصاص الاهتزازات الناتجة عن تأثيرات مختلفة ، سواء كانت سريعة وصعبة أو بطيئة وناعمة.
هذا ليس فقط نظرية. اختبر فريق البحث تصميمه في المختبر وضغط على مواد امتصاص الصدمات المبتكرة في ظل آلات قوية لإثبات فعاليتها. والأهم من ذلك ، يمكن إنتاج هذه المواد ذات التقنية العالية باستخدام طابعات ثلاثية الأبعاد تجارية ، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
تأثير ولادة مادة امتصاص الصدمات هذه هائلة. بالنسبة للرياضيين ، هذا يعني أن المعدات التي يمكن أن تؤدي إلى تقليل خطر الإصابة وإصابات السقوط. بالنسبة للأشخاص العاديين ، هذا يعني أن خوذات الدراجات يمكن أن توفر حماية أفضل في الحوادث. في العالم الأوسع ، يمكن لهذه التكنولوجيا تحسين كل شيء من حواجز السلامة على الطرق السريعة إلى طرق التغليف التي نستخدمها لنقل البضائع الهشة.
وقت النشر: Mar-14-2024