Caschi più sicuri contro i traumi cranici

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Foto: Ramathasan Thevamaran

I ricercatori dell’Università del Wisconsin-Madison hanno ideato una nuova schiuma leggera e ultra-ammortizzante a base di nanotubi di carbonio che promette una protezione superiore contro le commozioni cerebrali.

Una schiuma leggera e ultra-ammortizzante potrebbe migliorare i caschi progettati per proteggere le persone da forti colpi.

Sviluppato dagli ingegneri dell’Università del Wisconsin-Madison, il nuovo materiale presenta un assorbimento di energia specifica 18 volte superiore a quello della schiuma attualmente utilizzata nelle fodere dei caschi da combattimento militari statunitensi oltre a una resistenza e una rigidità tali da fornire una migliore protezione dagli impatti.

Le forze fisiche di un impatto possono infliggere traumi al cervello, provocando una commozione cerebrale.

I materiali del casco, in grado di assorbire meglio questa energia cinetica prima che raggiunga il cervello, potrebbero aiutare a mitigare, o addirittura prevenire, commozioni cerebrali e altre lesioni cerebrali traumatiche.

Il produttore di caschi Team Wendy, partner industriale della ricerca, sta sperimentando il nuovo materiale in un prototipo di fodera per casco.

Il nuovo materiale è una schiuma di nanotubi di carbonio progettata e allineata verticalmente.

Per migliorare le prestazioni dei nanotubi di carbonio, che hanno già eccezionali proprietà meccaniche, i ricercatori hanno progettato un materiale con caratteristiche strutturali uniche su più scale di lunghezza.

La nuova architettura del materiale è costituita da numerose strutture cilindriche su scala micrometrica, ciascuna composta da diversi nanotubi di carbonio.

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Foto: Joel Hallberg

Successivamente i ricercatori hanno condotto esperimenti per verificare i parametri di progettazione ottimali della nuova schiuma, come lo spessore dei cilindri, il loro diametro interno e lo spazio tra i cilindri adiacenti, arrivando alla conclusione che i cilindri con uno spessore di 10 micrometri o meno, disposti uno vicino all’altro, producono una schiuma con le migliori proprietà di assorbimento degli urti.

Il nuovo materiale può garantire un forte assorbimento degli urti a temperature molto alte o molto basse grazie ai suoi componenti di nanotubi di carbonio, risultando utile per applicazioni in un’ampia gamma di ambienti estremi.