Des chercheurs ont développé un nouveau type de matériau d'amortisseur en élastomère de polyuréthane thermoplastique (TPU)

 

Des chercheurs de l'Université du Colorado à Boulder et du Sandia National Laboratory ont développé un système révolutionnairematériau absorbant les chocs, ce qui constitue un développement révolutionnaire qui peut changer la sécurité des produits allant des équipements sportifs aux transports.

Ce nouveau matériau absorbant les chocs 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 des emballages pour protéger les objets délicats pendant le transport.

Imaginez que ce matériau absorbant les chocs puisse non seulement amortir les impacts, mais également absorber plus de force en changeant de forme, agissant ainsi de manière plus intelligente.

C’est exactement ce que cette équipe a réalisé. Leurs recherches ont été publiées en détail dans la revue académique Advanced Material Technology, explorant comment nous pouvons surpasser les performances des matériaux en mousse traditionnels. Les matériaux en mousse traditionnels fonctionnent bien avant d’être pressés trop fort.

La mousse est partout. Il existe dans les coussins sur lesquels nous nous reposons, les casques que nous portons et les emballages qui garantissent la sécurité de nos produits achetés en ligne. Cependant, la mousse a aussi ses limites. S'il est trop pressé, il ne sera plus souple et élastique et ses performances d'absorption des chocs diminueront progressivement.

Des chercheurs de l'Université du Colorado à Boulder et du Sandia National Laboratory ont mené des recherches approfondies sur la structure des matériaux absorbant les chocs et ont proposé une conception qui n'est pas seulement liée au matériau lui-même, mais également à son agencement à l'aide d'algorithmes informatiques. Ce matériau d'amortissement peut absorber environ six fois plus d'énergie que la mousse standard et 25 % plus d'énergie que les autres technologies de pointe.

Le secret réside dans la forme géométrique du matériau absorbant les chocs. Le principe de fonctionnement des matériaux d'amortissement traditionnels est de serrer ensemble tous les petits espaces de la mousse pour absorber l'énergie. Les chercheurs ont utilisématériau élastomère polyuréthane thermoplastiquepour l'impression 3D, créant une structure en treillis en forme de nid d'abeille qui s'effondre de manière contrôlée lorsqu'elle est impactée, absorbant ainsi plus efficacement l'énergie. Mais l’équipe souhaite quelque chose de plus universel, capable de gérer différents types d’impacts avec la même efficacité.

Pour y parvenir, ils ont commencé avec un design en nid d'abeille, mais ont ensuite ajouté des ajustements spéciaux – de petits nœuds comme un soufflet en accordéon. Ces nœuds sont conçus pour contrôler la façon dont la structure en nid d'abeille s'effondre sous l'effet de la force, lui permettant d'absorber en douceur les vibrations générées par divers impacts, qu'ils soient rapides et durs ou lents et doux.

Ce n’est pas seulement théorique. L'équipe de recherche a testé leur conception en laboratoire, en pressant leur matériau innovant d'absorption des chocs sous des machines puissantes pour démontrer son efficacité. Plus important encore, ce matériau de rembourrage de haute technologie peut être produit à l’aide d’imprimantes 3D commerciales, ce qui le rend adapté à un large éventail d’applications.

L'impact de la naissance de ce matériau absorbant les chocs est énorme. Pour les athlètes, cela signifie un équipement potentiellement plus sûr qui peut réduire le risque de collision et de chute. Pour les gens ordinaires, cela signifie que les casques de vélo peuvent offrir une meilleure protection en cas d'accident. Dans un monde plus vaste, cette technologie peut tout améliorer, depuis les barrières de sécurité sur les autoroutes jusqu'aux méthodes d'emballage que nous utilisons pour transporter des marchandises fragiles.


Heure de publication : 04 septembre 2024