Текстильный инженер из Университета Хериот-Уатт разработал новый материал для повышения гибкости и комфорта личных средств защиты (ЛСЗ). Традиционная защитная одежда обычно изготавливается из пеноматериала, который поглощает удары, но при этом снижает подвижность пользователя. Чтобы преодолеть этот недостаток, доктор Саадуллах Чанна из Школы текстилей и дизайна (SOTD) в Галошилсе, расположенном в шотландских границах, использовал 3D-печать для создания мягкого материала из гибкого смолы с уникальной структурой «пчелиный улей» с р-образными стенками. Этот материал служит альтернативой пене.

В отличие от обычных шестиугольных «улей», структура с р-образными стенками обладает особой геометрией, которая обеспечивает ауксэтические свойства. Это означает, что при растяжении в одном направлении структура расширяется, а при воздействии удара — сжимается, что повышает её гибкость и устойчивость.

Первичные испытания этого материала, названного 3D-печатной ауксэтической структурой, показали хорошие результаты. Толщина всего 5 мм обеспечивает примерно в три раза больше защиты от ударов по сравнению с традиционной пеной такой же толщины. Кроме того, материал гибкий во всех направлениях, что обеспечивает комфорт и свободу движений без ущерба для безопасности.

По словам доктора Чанны, хотя основная цель его исследований — улучшение эргономики спортивной одежды, потенциал его разработки широко распространяется и на другие области, включая здравоохранение. Он отметил, что его работа началась в рамках защиты диссертации и был вдохновлен задачей создания материала, уменьшающего толщину защитных слоёв при сохранении высокой ударостойкости. Исследование показало, что структуры с р-образными «улей» обладают большим потенциалом для использования в защитной экипировке, предотвращая травмы коленей, бедер, локтей и плеч.

Доктор Чанна обнаружил, что, структурировав гибкую полиуретановую смолу в подобную «улей» структуру, он смог добиться большей защиты при меньшей толщине, что значительно повышает мобильность. В ходе экспериментов на кампусе в Галошилсе использовались датчики для измерения сил, передаваемых при ударе, и результаты подтвердили высокую способность материала поглощать энергию и сопротивляться ударам.

Он заявил: «Когда результаты пришли, это было очень вдохновляюще. Такой подход может полностью изменить дизайн защитной одежды, делая её более удобной без ущерба для безопасности». Эта работа считается одной из первых, которая исследует совместное влияние мобильности и ударостойкости ауксэтических материалов, открывая новые возможности для использования в защитной одежде.

Др. Чанна планирует сотрудничать с промышленными партнёрами, включая крупные спортивные бренды, чтобы вывести свой материал на рынок.

Научный руководитель проекта, доцент кафедры текстильных материалов и технологий Дэнмэй Сон, отметил: «Исследование доктора Чанны по структурам с 3D-печатью и активным откликом на удары обладает потенциалом революционизировать сектор защитной экипировки. Оно предлагает альтернативу традиционным пенам, повышая как гибкость, так и ударопрочность, что позволяет балансировать безопасность и мобильность. Уменьшая толщину материала и одновременно увеличивая поглощение энергии, эта инновация может привести к созданию более комфортных средств защиты для здравоохранения, спорта и экстренных служб.»