Nowa era ochrony głowy właśnie się rozpoczęła. Naukowcy z Göteborga i Isfahanu stworzyli kask, który nie tylko lepiej chroni, ale… kurczy się przy uderzeniu. Brzmi jak science fiction? To już rzeczywistość – i to wydrukowana w 3D.

Kaski rowerowe są dziś nieodzownym elementem bezpieczeństwa – zarówno dla zawodowców, jak i amatorów. Ale mimo postępów w materiałach i projektowaniu, wiele z nich wciąż opiera się na tej samej konstrukcji: piankowej wkładce tłumiącej energię. To się właśnie zmienia – i to na naszych oczach. 

To kolejna wspaniała technologia – ostatnio pisaliśmy o sprzęcie do hokeja (w tym kaskach) a dziś coś dla rowerzystów… i nie tylko!

Rewolucyjna geometria. Naturalna inspiracja oraz sztuczna inteligencja

Zespół badaczy z Uniwersytetu w Göteborgu i Uniwersytetu w Isfahanie zaprezentował światu koncepcję, która może wywrócić do góry nogami całą branżę ochrony głowy. Ich projekt opiera się na tzw. metastrukturach auksetycznych – specjalnych wzorach geometrycznych, które w przeciwieństwie do klasycznych pianek kurczą się pod wpływem uderzenia, zamiast rozszerzać.

To zachowanie nie jest przypadkowe – wzorowano się na naturalnych strukturach występujących w roślinach i tkankach organicznych. Dzięki nim materiał rozprasza energię znacznie efektywniej, zmniejszając ryzyko urazów czaszki czy mózgu.

✔ Kurczy się zamiast rozszerzać – co poprawia pochłanianie energii
✔ Reaguje dynamicznie na kierunek i siłę uderzenia
✔ Zachowuje strukturę nawet po silnych deformacjach

Druk 3D i elastyczny polimer – duet idealny

Cała struktura ochronna została wydrukowana w 3D z użyciem specjalnego, hiperelastycznego polimeru. To materiał lekki, ale niezwykle trwały – zdolny do wielokrotnego odkształcania i powrotu do pierwotnej formy. Dzięki temu kask nie tylko lepiej chroni, ale też może być wielokrotnego użytku nawet po silnym uderzeniu.

Nowy model przeszedł serię testów zderzeniowych, w tym uderzenia czołowe i boczne. Wynik? Zdecydowanie lepsze właściwości ochronne w porównaniu do tradycyjnych rozwiązań piankowych.

Personalizacja na poziomie science fiction

Jednym z największych atutów tego rozwiązania jest możliwość pełnej personalizacji wkładki. Dzięki technologii 3D:

✔ Można dopasować kask idealnie do kształtu głowy
✔ Tworzyć modele „szyte na miarę” dla sportowców i dzieci
✔ W przyszłości – zamówić kask online na podstawie skanu głowy ze smartfona

Jak podkreśla prof. Mohsen Mirkhalaf:

„Dzięki drukowi 3D możliwe stanie się zamawianie idealnie dopasowanego kasku bez wychodzenia z domu. To może całkowicie zmienić podejście do ochrony osobistej.”

Co dalej? Nie tylko rowery

Choć obecna wersja kasku zaprojektowana została z myślą o rowerzystach, zastosowanie technologii auksetycznej i druku 3D wykracza daleko poza sport. Naukowcy przewidują, że takie rozwiązania mogą znaleźć zastosowanie w:

✔ Sportach kontaktowych
✔ Ratownictwie
✔ Motoryzacji
✔ Sprzęcie wojskowym i policyjnym

I choć technologia ta nie jest jeszcze gotowa do masowej produkcji, wszystko wskazuje na to, że nadchodzi era inteligentnych kasków, które nie tylko pasują jak ulał, ale też myślą razem z użytkownikiem – reagując na uderzenia w sposób dostosowany do sytuacji.

Czy właśnie poznaliśmy przyszłość ochrony osobistej? Wszystko na to wskazuje. A jeśli tak wygląda kask jutra, to nie możemy się doczekać, co jeszcze przyniesie połączenie biologii, inżynierii i druku 3D.

Chcesz być na bieżąco z najnowszymi innowacjami w świecie druku 3D? Śledź nasz portal 3d.edu.pl i odkrywaj technologie, które zmieniają świat.

Źródło: International Journal of Solids and Structures