کلاه‌ ایمنی، ایمن‌تر می‌شود

محققان با نانولوله‌کربنی، موفق به ساخت فوم جالبی شدند که می‌تواند ۳۰ برابر عملکرد بهتری نسبت به آسترهای کلاه ایمنی نظامی در آمریکا داشته باشد.

کد خبر: ۶۷۴۱۴۸

تاریخ: ۱۲ دی ۱۴۰۲ - ۱۲:۱۴

به گزارش ایران اکونومیست، از سقوط از بلندی تا یک تکل خشن در فوتبال، بیشتر ضربات به سر در زوایای عجیب و غریب رخ می‌دهد. این نوع ضربات به سر موجب حرکت‌های چرخشی و خطی ناخواسته‌ای می‌شود. این نوع حرکت‌های چرخشی می‌تواند موجب فشار برشی در سر شده و به مغز آسیب برساند. به تازگی یک ماده فوم‌مانند سبک وزن ساخته شده که می‌تواند بیشتر یا تمام فشار وارد شده به مغز را دفع کند.

این فوم توسط مهندسان دانشگاه ویسکانسین -مدیسون ساخته شده است که در آن از نانولوله‌های کربنی به صورت عمودی استفاده شده است. این نانولوله‌ها می‌توانند مقدار زیادی از انرژی جنبشی چرخشی حاصل از یک ضربه را از بین ببرند. چنین فومی می‌تواند به عنوان یک ماده پوششی در کلاه ایمنی استفاده شود، این فوم با تضعیف انرژی جنبشی چرخشی قبل از رسیدن به مغز، می‌تواند صدمات مغزی آسیب‌زا را کاهش دهد یا حتی از آن جلوگیری کند.

در حقیقت، این ماده جدید در جذب فشار برشی ۳۰ برابر عملکرد بهتری نسبت به فوم مورد استفاده در آسترهای کلاه ایمنی نظامی آمریکا دارد.

راماتاسان تواماران از محققان این پروژه می‌گوید: این ماده چشم‌اندازهای تازه‌ای برای ساخت کلاه ایمنی ایجاد می‌کند؛ کلاه‌هایی که می‌توانند به شدت جلوی ضربه را بگیرند.

در حال حاضر، در برخی از کلاه ایمنی سعی می‌شود با استفاده از لایه‌ای که در کلاه وجود دارد، حرکت کشویی بین پوسته داخلی و بیرونی کلاه ایمنی رخ دهد که این کار حرکت چرخشی وارد شده به کلاه را به حداقل می‌رساند. با این حال این لایه‌های متحرک انرژی حاصل از فشار برشی را از بین نمی‌برند. حتی می‌توان گفت که وضعیت بعد از فشرده شدن کلاه در اثر ضربه بدتر شده و می‌تواند به سر آسیب نیز برساند. اما در این فناوری جدید، از آنجایی که به لایه کشویی متکی نیست، این کاستی نیز در آن وجود ندارد. در عوض زمانی که این لایه فشرده می‌شود، انرژی حاصل از فشار را دفع می‌کند.

این پیشرفت بر اساس تحقیقات قبلی وی در مورد فوم‌های نانولوله کربنی عمودی تراز شده به دست آمده است. در آن تحقیقات، محققان با موفقیت جذب شوک فوق‌العاده‌ای را با این نانولوله‌ها تجربه کردند. این ماده از نانولوله‌های کربنی تشکیل شده که با دقت در ساختارهای سیلندری بسته‌بندی شده قرار می‌گیرند. معماری جدید این ماده که دارای ویژگی‌های ساختاری منحصر به فرد در مقیاس‌های مختلف است، به این مواد خاصیت استثنایی می‌دهد.

علاوه بر این، محققان اخیراً نشان داده‌اند که فوم‌های نانولوله کربنی عمودی تراز شده، هدایت حرارتی بالایی داشته که این امر باعث می‌شود آستر کلاه ایمنی ساخته شده از این مواد برای خنک نگه داشتن سر در محیط های گرم مناسب باشد.