研究者は、新しいタイプの熱可塑性ポリウレタンエラストマー (TPU) 衝撃吸収材を開発しました。

コロラド大学ボルダー大学とサンディア国立研究所の研究者は、革命的な研究を開発しました。衝撃吸収材これは、スポーツ用品から輸送物に至るまで、製品の安全性を変えることができる画期的な開発です。

この新しく設計された衝撃吸収素材は大きな衝撃に耐えることができ、近いうちにフットボール用具や自転車ヘルメットに組み込まれる可能性があり、さらには輸送中にデリケートな商品を保護するための梱包材にも使用される可能性があります。

この衝撃吸収材が衝撃を和らげるだけでなく、その形状を変えることでより多くの力を吸収し、より賢く動作することを想像してみてください。

これはまさにこのチームが達成したことです。彼らの研究は学術雑誌「Advanced Materials Technology」に詳細に掲載されており、従来の発泡材料の性能をどのように超えるかを探求しています。従来のフォーム素材は、強く絞りすぎる前に十分な性能を発揮します。

泡はどこにでもあります。それは私たちが休むクッション、私たちが着用するヘルメット、そしてオンラインショッピング製品の安全性を保証するパッケージに存在します。ただし、フォームにも限界があります。絞りすぎると柔らかく弾力がなくなり、衝撃吸収性能が徐々に低下します。

コロラド大学ボルダー大学とサンディア国立研究所の研究者は、衝撃吸収材料の構造について徹底的な研究を行い、材料自体だけでなくコンピュータアルゴリズムを使用したその配置にも関連する設計を提案しました。この制振材は、標準的なフォームよりも約 6 倍、他の主要なテクノロジーよりも 25% 多くのエネルギーを吸収できます。

その秘密は衝撃吸収材の幾何学的形状にあります。従来の制振材の動作原理は、フォーム内の小さな空間をすべて圧縮してエネルギーを吸収することです。研究者が使用した熱可塑性ポリウレタンエラストマー素材3D プリント用に、衝撃を受けたときに制御された方法で崩壊するハニカムのような格子構造を作成し、エネルギーをより効果的に吸収します。しかし、チームは、同じ効率でさまざまな種類の衝撃に対処できる、より普遍的なものを望んでいます。

これを達成するために、彼らはハニカムデザインから始めましたが、後にアコーディオンベローズのような小さな結び目などの特別な調整を追加しました。これらの結び目は、力が加わった際にハニカム構造がどのように崩れるかを制御するように設計されており、速くて硬い、または遅くて柔らかいなど、さまざまな衝撃によって発生する振動をスムーズに吸収することができます。

これは単なる理論上の話ではありません。研究チームは研究室で設計をテストし、革新的な衝撃吸収素材を強力な機械で絞り、その有効性を実証しました。さらに重要なのは、このハイテク緩衝材は市販の 3D プリンターで製造できるため、幅広い用途に適しているということです。

この衝撃吸収材の誕生のインパクトは絶大です。アスリートにとって、これは、衝突や転倒による怪我のリスクを軽減できる、より安全な用具の可能性を意味します。これは、一般の人にとって、自転車用ヘルメットのほうが事故の際に優れた保護効果を発揮できることを意味します。より広い世界では、この技術は高速道路の安全柵から壊れやすい物の輸送に使用される梱包方法に至るまで、あらゆるものを改善することができます。