Les coussinets d'atténuateur d'impact Microlattice de HRL Laboratories sont fabriqués avec la technologie de coulée de lumière qui rend les casques mieux protégeant le porteur et beaucoup plus faciles à porter sur la tête en raison du flux d'air accru. Crédit :Laboratoires HRL, LLC.
Des scientifiques de l'Université de Californie à Santa Barbara, Laboratoires HRL LLC, et le laboratoire de recherche de l'armée américaine ont développé des coussinets élastiques en micro-réseau qui peuvent résister à la fois à des coups simples et à une série d'impacts mieux que les mousses de pointe existantes utilisées dans les casques de football. Leurs recherches, parution le 27 novembre dans la revue Question , suggère que le matériau pourrait ouvrir la voie à des casques qui protègent mieux les joueurs de football et autres athlètes des lésions cérébrales causées par des coups répétés à la tête.
Les casques utilisés à la fois dans le combat et le football américain nécessitent des matériaux absorbant les chocs qui protègent contre les impacts continus, mais il reste difficile de concevoir des matériaux qui restent efficaces dans le temps sans compromis sur le volume, Masse, ou le coût. Bien que les mousses de casque aient évolué au cours des dernières décennies, les améliorations ont été relativement marginales.
"Notre technologie pourrait révolutionner le football, au bâton, bicyclette, et casques de moto, ce qui les rend mieux protégeant le porteur et beaucoup plus faciles à porter sur la tête en raison de l'augmentation du flux d'air, " dit Eric Clough, chercheur aux Laboratoires HRL, doctorant en science des matériaux à l'Université de Californie, Santa Barbara, et le scientifique principal de l'étude.
Le matériau en microréseau à base de photopolymères ressemble au célèbre design en fer forgé de la Tour Eiffel :il est robuste mais laisse passer l'air, une propriété qui garderait la tête des athlètes plus fraîche que les casques existants. Cette structure rend également le matériau hautement ajustable, les ingénieurs peuvent donc facilement l'adapter pour absorber différents niveaux et types de chocs en ajustant ses composants.
Les chercheurs ont développé des coussinets atténuateurs d'impact en micro-réseau qui pourraient améliorer la protection des casques. Crédit :Laboratoires HRL, SARL
Afin de tester dans quelle mesure trois variantes différentes du matériau du micro-réseau absorbent les impacts par rapport aux mousses traditionnelles, les chercheurs ont d'abord utilisé un dispositif à double enclume pour simuler des impacts similaires à ceux qui frapperaient un coussin situé à l'intérieur d'un casque, leur permettant de mesurer la réponse du matériau seul sans tenir compte de la forme du casque et d'autres propriétés. Prochain, ils ont adapté le matériau dans des coussinets de casque et les ont testés conformément aux spécifications de test du casque de combat avancé de l'armée américaine, observant leur capacité à résister à plusieurs coups consécutifs.
Le matériau de micro-réseau le plus performant de l'équipe a absorbé jusqu'à 27 % d'énergie en plus lors d'un seul impact que la mousse de polystyrène expansé la plus efficace actuelle et a absorbé jusqu'à 48 % d'énergie en plus efficacement par rapport à la mousse de vinyle nitrile supérieure lors d'impacts répétés. Le matériau a également surpassé les conceptions de micro-réseaux concurrents, absorbant près de 14% d'énergie en plus d'un seul coup et restant intact pour absorber la prochaine série d'impacts au lieu de se déformer de manière irréversible après un coup.
"Un pourcentage notable d'amélioration de l'absorption des chocs était quelque chose que nous espérions, mais les chiffres réels étaient meilleurs que ce à quoi nous nous attendions, " dit Clough. " Nos tests montrent que les coussinets fonctionnent mieux que tout ce qui existe sur le marché actuel. "
Les chercheurs ont développé des coussinets atténuateurs d'impact en micro-réseau qui ont une efficacité d'absorption d'énergie jusqu'à 27% supérieure à celle de la mousse de polystyrène expansé la plus performante actuelle lors d'un seul impact. Crédit :Laboratoires HRL, SARL
La société de technologie sportive VICIS a concédé sous licence la technologie des coussinets en micro-réseau via HRL, et les chercheurs prévoient ensuite de rechercher l'utilisation du matériau dans la protection militaire de la tête. Cependant, Clough prévient que le matériau n'est pas une "balle magique" capable de protéger l'utilisateur de toutes les blessures à la tête.
"Les porteurs de casques avec notre rembourrage peuvent profiter des avantages mais ne doivent jamais supposer qu'ils sont complètement protégés contre les blessures ou chercher à tester les limites du produit en se mettant éventuellement en danger inutilement, " dit-il. " Même un bon casque ne peut pas toujours vous protéger de toutes les blessures tout le temps. "
