جیانگسو، چین – پوست انواع مختلف میوهها، از جمله پوملو، خاصیت ضربهگیری خوبی دارد. پوست بیرونی متراکم میوه دارای ساختار سلولی گرادیانی است که اندازه سلولها به تدریج از لایههای بیرونی به لایههای داخلی افزایش مییابد. این ساختار در پاسخ به ضربه ناشی از سقوط، دچار جمع شدگی تدریجی میشود و از گوشت میوه در برابر آسیب محافظت میکند.
دانشمندان دانشگاه جیانگنان (Jiangnan University) با الهام از این پدیده، به بررسی روشی برای ساخت مواد مورد استفاده در تهیه فوم پلی یورتان گرادیانی پرداختند. آنها با استفاده از تکنیک فومسازی شیمیایی یک مرحلهای با کمک فشار، توانستند فومهای بدون سطح مشترک بسازند که در آن اندازه سلولها به تدریج در امتداد محوری افزایش یافته و آن را شبیه پوملو توصیف کردند. آنها فوم تهیه شده را طی آزمون فشاری شبهاستاتیک و آزمون ضربه با سرعت پایین، به منظور بررسی اثر تکنیک تشکیل فوم بر ساختار سلولی و چگونگی تغییر خواص مکانیکی آن، تجزیه و تحلیل کردند. افزایش زمان تشکیل فوم، سبب کاهش اندازه سلولها به همراه افزایش چگالی شد و این امر هم انتقال تنش و هم اتلاف انرژی را در طول آزمون فشاری افزایش داد.
برخلاف فومهای سنتی، در این روش نوین از تغییرات ناگهانی سطح مشترک جلوگیری شد و جذب انرژی پایدار و بالایی را فراهم کرد. آنها اظهار داشتند که این فوم دارای گرادیان اندازه سلول از ۱۰ تا تقریباً ۲۷ میکرومتر است و جذب انرژی ویژه آن بیش از هشت برابر بیشتر از فوم همگن می باشد. آنها افزودند که تمامی فومهای گرادیانی تحت بارگذاری دینامیکی عملکرد بهتری داشتند و افزایش قابل توجهی در مقاومت فشاری و جذب انرژی در نرخهای کرنش بالاتر نشان دادند. آنها معتقدند که فوم گرادیانی پتانسیل کاربردهای حفاظتی و ضربهگیری را دارد. نتایج این پژوهش در مجله Materials Today Communications منتشر شده است.
بدون دیدگاه