Des chercheurs de l'Université du Colorado à Boulder et du Laboratoire national Sandia ont mis au point une technologie révolutionnaire.matériau amortisseur, ce qui représente une avancée majeure susceptible de transformer la sécurité des produits, des équipements sportifs aux moyens de transport.
Ce matériau absorbant les chocs, de conception nouvelle, est capable de résister à des impacts importants et pourrait bientôt être intégré aux équipements de football, aux casques de vélo, et même utilisé dans les emballages pour protéger les articles fragiles pendant le transport.
Imaginez que ce matériau amortisseur puisse non seulement amortir les chocs, mais aussi absorber davantage de force en changeant de forme, agissant ainsi de manière plus intelligente.
C’est précisément ce qu’a réalisé cette équipe. Leurs recherches, publiées en détail dans la revue scientifique Advanced Material Technology, explorent comment surpasser les performances des mousses traditionnelles. Ces dernières offrent de bonnes performances jusqu’à ce qu’elles soient soumises à une compression excessive.
La mousse est omniprésente. On la retrouve dans les coussins sur lesquels nous nous reposons, les casques que nous portons et les emballages qui protègent nos achats en ligne. Cependant, la mousse a aussi ses limites. Si elle est trop comprimée, elle perd de sa souplesse et de son élasticité, et ses propriétés d'absorption des chocs diminuent progressivement.
Des chercheurs de l'Université du Colorado à Boulder et du Laboratoire national Sandia ont mené des recherches approfondies sur la structure des matériaux amortisseurs et ont proposé, grâce à des algorithmes informatiques, une conception qui prend en compte non seulement le matériau lui-même, mais aussi son agencement. Ce matériau amortissant peut absorber environ six fois plus d'énergie que la mousse standard et 25 % d'énergie en plus que les autres technologies de pointe.
Le secret réside dans la forme géométrique du matériau amortisseur. Le principe de fonctionnement des matériaux d'amortissement traditionnels consiste à comprimer tous les minuscules espaces de la mousse pour absorber l'énergie. Les chercheurs ont utilisématériau élastomère thermoplastique en polyuréthanePour l'impression 3D, l'objectif est de créer une structure en nid d'abeille qui se déforme de manière contrôlée lors d'un impact, absorbant ainsi plus efficacement l'énergie. Mais l'équipe souhaite une solution plus universelle, capable de résister à différents types d'impacts avec la même efficacité.
Pour ce faire, ils sont partis d'une structure en nid d'abeille, à laquelle ils ont ensuite ajouté des ajustements spécifiques : de petits nœuds semblables à des soufflets d'accordéon. Ces nœuds sont conçus pour contrôler la déformation de la structure en nid d'abeille sous l'effet d'une force, lui permettant ainsi d'absorber en douceur les vibrations générées par divers impacts, qu'ils soient rapides et violents ou lents et doux.
Il ne s'agit pas d'une simple théorie. L'équipe de recherche a testé son prototype en laboratoire, en soumettant son matériau amortisseur innovant à la pression de machines puissantes afin de démontrer son efficacité. Plus important encore, ce matériau d'amortissement de haute technologie peut être produit à l'aide d'imprimantes 3D commerciales, ce qui le rend adapté à une vaste gamme d'applications.
L'impact de la création de ce matériau absorbant les chocs est considérable. Pour les athlètes, cela signifie des équipements potentiellement plus sûrs, capables de réduire les risques de collisions et de chutes. Pour le grand public, cela signifie que les casques de vélo offriront une meilleure protection en cas d'accident. Plus largement, cette technologie peut améliorer de nombreux aspects, des glissières de sécurité sur les autoroutes aux méthodes d'emballage utilisées pour le transport de marchandises fragiles.
Date de publication : 4 septembre 2024