I ricercatori dell’Università del Colorado Boulder e del Sandia National Laboratory negli Stati Uniti hanno lanciato un’iniziativa rivoluzionariamateriale ammortizzante, che rappresenta uno sviluppo rivoluzionario che può cambiare la sicurezza dei prodotti, dalle attrezzature sportive ai trasporti.
Questo materiale ammortizzante di nuova concezione può 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 l'impatto, ma anche assorbire più forza modificando la sua forma, svolgendo così un ruolo 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 dimateriali espansi tradizionali. 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, utilizzando algoritmi informatici per proporre un design che non è legato solo al materiale stesso, ma anche alla disposizione dei materiale. 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 utilizzatoelastomero poliuretanico termoplasticomateriali per la stampa 3D per creare una struttura reticolare simile a un nido d'ape che collassa in modo controllato quando sottoposto a impatto, 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 poi hanno aggiunto aggiustamenti speciali: piccole torsioni come una scatola di fisarmonica. Queste pieghe mirano a controllare il modo in cui la struttura a nido d'ape collassa sotto forza, consentendole di assorbire dolcemente le vibrazioni generate dai 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 e ha spremuto 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. Nel complesso, 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: 14 marzo 2024