Watafiti wameunda aina mpya ya vifaa vya kufyonza mshtuko wa TPU polyurethane

Watafiti kutoka Chuo Kikuu cha Colorado Boulder na Sandia National Laboratory nchini Marekani wamezindua mapinduzinyenzo za kufyonza mshtuko, ambayo ni maendeleo ya mafanikio ambayo yanaweza kubadilisha usalama wa bidhaa kutoka kwa vifaa vya michezo hadi usafiri.

Nyenzo hii mpya iliyoundwa ya kufyonza mshtuko inaweza kustahimili athari kubwa na hivi karibuni inaweza kuunganishwa katika vifaa vya mpira wa miguu, kofia za baiskeli na hata kutumika katika ufungaji ili kulinda vitu maridadi wakati wa usafirishaji.

Hebu fikiria kwamba nyenzo hii ya kunyonya mshtuko haiwezi tu kupunguza athari, lakini pia kunyonya nguvu zaidi kwa kubadilisha sura yake, hivyo kucheza jukumu la akili zaidi.

Hivi ndivyo timu hii imefanikiwa. Utafiti wao ulichapishwa katika jarida la kitaaluma la Advanced Material Technology kwa kina, ikichunguza jinsi tunavyoweza kushinda utendakazi wavifaa vya povu vya jadi. Nyenzo za povu za kitamaduni hufanya vizuri kabla ya kubanwa kwa nguvu sana.

Povu ni kila mahali. Inapatikana katika mito tunayoegemea, kofia tunazovaa, na vifungashio vinavyohakikisha usalama wa bidhaa zetu za ununuzi mtandaoni. Hata hivyo, povu pia ina vikwazo vyake. Ikiwa itabanwa sana, haitakuwa tena laini na elastic, na utendaji wake wa kunyonya wa athari utapungua polepole.

Watafiti kutoka Chuo Kikuu cha Colorado Boulder na Maabara ya Kitaifa ya Sandia walifanya utafiti wa kina juu ya muundo wa vifaa vya kunyonya mshtuko, kwa kutumia algorithms ya kompyuta kupendekeza muundo ambao hauhusiani tu na nyenzo yenyewe, bali pia na mpangilio wa nyenzo. nyenzo. Nyenzo hii ya unyevu inaweza kunyonya nishati mara sita zaidi ya povu ya kawaida na 25% ya nishati zaidi kuliko teknolojia nyingine kuu.

Siri iko katika sura ya kijiometri ya nyenzo za kunyonya mshtuko. Kanuni ya kazi ya nyenzo za jadi za unyevu ni kubana nafasi zote ndogo kwenye povu ili kunyonya nishati. Watafiti walitumiathermoplastic polyurethane elastomernyenzo za uchapishaji wa 3D ili kuunda sega la asali kama muundo wa kimiani ambao huanguka kwa njia inayodhibitiwa inapoathiriwa, na hivyo kunyonya nishati kwa ufanisi zaidi. Lakini timu inataka kitu cha ulimwengu wote ambacho kinaweza kushughulikia aina mbalimbali za athari kwa ufanisi sawa.

Ili kufikia hili, walianza na muundo wa asali, lakini kisha wakaongeza marekebisho maalum - twists ndogo kama sanduku la accordion. Kink hizi zinalenga kudhibiti jinsi muundo wa sega la asali unavyoporomoka kwa nguvu, kuwezesha kunyonya vizuri mitetemo inayotokana na athari mbalimbali, iwe ni ya haraka na ngumu au polepole na laini.

Hii sio tu ya kinadharia. Timu ya watafiti ilijaribu muundo wao katika maabara na kubana nyenzo zao za ubunifu za kufyonza mshtuko chini ya mashine zenye nguvu ili kuthibitisha ufanisi wake. Muhimu zaidi, nyenzo hii ya uboreshaji wa hali ya juu inaweza kuzalishwa kwa kutumia vichapishaji vya kibiashara vya 3D, na kuifanya kufaa kwa matumizi mbalimbali.

Athari ya kuzaliwa kwa nyenzo hii ya kunyonya mshtuko ni kubwa sana. Kwa wanariadha, hii inamaanisha vifaa vinavyoweza kuwa salama ambavyo vinaweza kupunguza hatari ya mgongano na majeraha ya kuanguka. Kwa watu wa kawaida, hii ina maana kwamba helmeti za baiskeli zinaweza kutoa ulinzi bora katika ajali. Katika ulimwengu mpana, teknolojia hii inaweza kuboresha kila kitu kuanzia vizuizi vya usalama kwenye barabara kuu hadi mbinu za upakiaji tunazotumia kusafirisha bidhaa dhaifu.