I ricercatori dell'Università del Colorado Boulder e del Sandia National Laboratory hanno sviluppato un rivoluzionariomateriale ammortizzante, che rappresenta uno sviluppo rivoluzionario che può cambiare la sicurezza di prodotti che vanno dalle attrezzature sportive ai trasporti.
Questo materiale ammortizzante di nuova concezione è in grado di resistere a impatti significativi e potrebbe presto essere integrato nelle attrezzature da calcio, nei caschi da bicicletta e persino utilizzato negli imballaggi per proteggere gli oggetti delicati durante il trasporto.
Immagina che questo materiale ammortizzante possa non solo attutire gli impatti, ma anche assorbire più forza modificando la sua forma, agendo così in modo più intelligente.
Questo è esattamente ciò che questa squadra ha ottenuto. La loro ricerca è stata pubblicata in dettaglio sulla rivista accademica Advanced Material Technology, esplorando come possiamo superare le prestazioni dei tradizionali materiali in schiuma. I tradizionali materiali in schiuma funzionano bene prima di essere schiacciati troppo forte.
La schiuma è ovunque. Esiste nei cuscini su cui riposiamo, nei caschi che indossiamo e negli imballaggi che garantiscono la sicurezza dei nostri prodotti acquistati online. Tuttavia, anche la schiuma ha i suoi limiti. Se viene schiacciato troppo, non sarà più morbido ed elastico e le sue prestazioni di assorbimento degli urti diminuiranno gradualmente.
I ricercatori dell'Università del Colorado Boulder e del Sandia National Laboratory hanno condotto ricerche approfondite sulla struttura dei materiali che assorbono gli urti e hanno proposto un design che non è legato solo al materiale stesso, ma anche alla sua disposizione utilizzando algoritmi informatici. Questo materiale smorzante può assorbire circa sei volte più energia rispetto alla schiuma standard e il 25% in più di energia rispetto ad altre tecnologie leader.
Il segreto sta nella forma geometrica del materiale ammortizzante. Il principio di funzionamento dei materiali smorzanti tradizionali è quello di comprimere insieme tutti i piccoli spazi nella schiuma per assorbire energia. I ricercatori hanno utilizzatomateriale elastomerico poliuretanico termoplasticoper la stampa 3D, creando una struttura reticolare a nido d'ape che collassa in modo controllato quando viene colpito, assorbendo così più efficacemente l'energia. Ma il team vuole qualcosa di più universale, in grado di gestire vari tipi di impatti con la stessa efficienza.
Per raggiungere questo obiettivo, hanno iniziato con un design a nido d’ape, ma in seguito hanno aggiunto aggiustamenti speciali: piccoli nodi come i mantici di una fisarmonica. Questi nodi sono progettati per controllare il modo in cui la struttura a nido d'ape collassa sotto forza, consentendole di assorbire dolcemente le vibrazioni generate da vari impatti, siano essi veloci e duri o lenti e morbidi.
Questo non è solo teorico. Il team di ricerca ha testato il progetto in laboratorio, comprimendo il materiale innovativo che assorbe gli urti sotto potenti macchine per dimostrarne l'efficacia. Ancora più importante, questo materiale di imbottitura ad alta tecnologia può essere prodotto utilizzando stampanti 3D commerciali, rendendolo adatto a un’ampia gamma di applicazioni.
L'impatto della nascita di questo materiale ammortizzante è enorme. Per gli atleti, ciò significa attrezzature potenzialmente più sicure in grado di ridurre il rischio di collisioni e lesioni da caduta. Per la gente comune, ciò significa che i caschi da bicicletta possono fornire una migliore protezione in caso di incidente. In un mondo più ampio, questa tecnologia può migliorare qualsiasi cosa, dalle barriere di sicurezza sulle autostrade ai metodi di imballaggio che utilizziamo per trasportare merci fragili.
Orario di pubblicazione: 04 settembre 2024