I ricercatori dell'Università del Colorado Boulder e del Sandia National Laboratory negli Stati Uniti hanno lanciato un rivoluzionariomateriale ammortizzante, che rappresenta uno sviluppo rivoluzionario in grado di cambiare la sicurezza dei prodotti, dalle attrezzature sportive ai mezzi di trasporto.
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 articoli delicati durante il trasporto.
Immaginate che questo materiale ammortizzante non solo possa attutire l'impatto, ma anche assorbire una forza maggiore modificando la sua forma, svolgendo così un ruolo più intelligente.
Questo è esattamente ciò che questo team ha realizzato. La loro ricerca è stata pubblicata in dettaglio sulla rivista accademica Advanced Material Technology, esplorando come possiamo superare le prestazioni dimateriali in schiuma tradizionaliI materiali in schiuma tradizionali offrono buone prestazioni finché non vengono compressi eccessivamente.
La schiuma è ovunque. Si trova nei cuscini su cui ci rilassiamo, nei caschi che indossiamo e negli imballaggi che garantiscono la sicurezza dei prodotti che acquistiamo online. Tuttavia, anche la schiuma ha i suoi limiti. Se viene compressa eccessivamente, perde la sua morbidezza ed elasticità e la sua capacità di assorbire gli urti diminuisce gradualmente.
Ricercatori dell'Università del Colorado Boulder e del Sandia National Laboratory hanno condotto uno studio approfondito sulla struttura dei materiali ammortizzanti, utilizzando algoritmi informatici per proporre un design che non riguarda solo il materiale in sé, ma anche la sua disposizione. Questo materiale smorzante è in grado di assorbire circa sei volte più energia rispetto alla schiuma standard e il 25% in più rispetto ad altre tecnologie all'avanguardia.
Il segreto sta nella forma geometrica del materiale ammortizzante. Il principio di funzionamento dei materiali smorzanti tradizionali consiste nel comprimere tutti i piccoli spazi nella schiuma per assorbire l'energia. I ricercatori hanno utilizzatoelastomero poliuretanico termoplasticoI materiali per la stampa 3D vengono utilizzati per creare una struttura reticolare a nido d'ape che collassa in modo controllato quando sottoposta a un impatto, assorbendo così l'energia in modo più efficace. Ma il team desidera qualcosa di più universale, in grado di gestire vari tipi di impatto con la stessa efficienza.
Per raggiungere questo obiettivo, sono partiti da un design a nido d'ape, aggiungendo poi delle modifiche speciali: piccole torsioni simili a quelle di una fisarmonica. Queste pieghe servono a controllare il modo in cui la struttura a nido d'ape si deforma sotto l'effetto della forza, consentendole di assorbire in modo fluido le vibrazioni generate da vari impatti, siano essi rapidi e violenti o lenti e delicati.
Non si tratta solo di teoria. Il team di ricerca ha testato il proprio progetto in laboratorio, comprimendo l'innovativo materiale ammortizzante con potenti macchinari per dimostrarne l'efficacia. Ancora più importante, questo materiale ammortizzante ad alta tecnologia può essere prodotto utilizzando stampanti 3D commerciali, risultando quindi adatto a un'ampia gamma di applicazioni.
L'impatto della nascita di questo materiale ammortizzante è enorme. Per gli atleti, significa potenzialmente attrezzature più sicure in grado di ridurre il rischio di lesioni da collisione e caduta. Per le persone comuni, significa che i caschi da bicicletta possono offrire una maggiore protezione in caso di incidente. In un contesto più ampio, questa tecnologia può migliorare qualsiasi cosa, dalle barriere di sicurezza autostradali ai metodi di imballaggio utilizzati per il trasporto di merci fragili.
Data di pubblicazione: 14 marzo 2024