Piłka golfowa stała się inspiracją dla nowej generacji tekstyliów
Choć pomysł może wydawać się nietypowy, ma solidne podstawy naukowe. Wgłębienia na powierzchni piłki golfowej tworzą kontrolowane turbulencje, które paradoksalnie zmniejszają opór aerodynamiczny. Naukowcom udało się przenieść tę zasadę na elastyczny materiał, który może zmieniać swoje właściwości w zależności od potrzeb użytkownika. Istotną innowacją okazał się specjalny wzór siatkowy pozwalający tkaninie rozprężać się wokół ciała zamiast je ściskać. David Farrell, który kierował badaniami, wyjaśnia:
Nasz kompozyt tekstylny łamie tradycyjne zasady. Unikalny wzór siatkowy pozwala tkaninie rozszerzać się wokół ramienia zamiast się zaciskać
Czytaj też: Rewolucja w produkcji baterii. Koreański zespół tworzy anody w pięć sekund
Proces wytwarzania materiału obejmował dwa etapy. Badacze wykorzystali technikę laserową i prasowanie termiczne do połączenia sztywnego materiału tkanego z połączeniem miękkiej dzianiny. Testowano różne konfiguracje geometryczne, od kwadratów po sześciokąty, analizując ich wpływ na właściwości mechaniczne kompozytu.
Trzy tysiące symulacji komputerowych
Skala prac robi wrażenie. Przed przystąpieniem do eksperymentów laboratoryjnych zespół przeprowadził trzy tysiące symulacji komputerowych, analizując tysiące wariantów wzorów wgłębień. Chodziło nie tylko o ich obecność, lecz o precyzyjne dostosowanie rozmiaru, kształtu i rozmieszczenia do określonych zakresów prędkości.
Wykonując 3000 symulacji, mogliśmy zbadać tysiące wzorów wgłębień. Dostrajaliśmy wielkość wgłębienia i jego formę. Kiedy testowaliśmy te wzory w tunelu aerodynamicznym, odkryliśmy, że niektóre są zoptymalizowane dla konkretnych zakresów prędkości wiatru – dodaje Farrell
Choć najszybsze wdrożenie nowej technologii można przewidzieć w dyscyplinach sportowych, gdzie o zwycięstwie decydują ułamki sekund, naukowcy widzą znacznie szersze perspektywy. W kolarstwie czy narciarstwie alpejskim możliwość dynamicznej zmiany oporu aerodynamicznego mogłaby stanowić istotną przewagę konkurencyjną. Technologia może znaleźć zastosowanie w przemyśle lotniczym i morskim. Wyobraźmy sobie samoloty ze skrzydłami dostosowującymi swoją powierzchnię do warunków atmosferycznych albo żagle zmieniające strukturę w zależności od siły wiatru.
Czytaj też: Włoski gigant zaskakuje aluminiowymi modelami. Gravele Bianchi teraz w zasięgu zwykłego kolarza
Obecnie trudno określić, kiedy zobaczymy zawodników w strojach inspirowanych piłką golfową. Nie ulega jednak wątpliwości, iż granica między materiałami pasywnymi a aktywnymi zaczyna się zacierać. Nowa generacja tekstyliów, które reagują na zmienne warunki otoczenia, powoli przestaje być jedynie koncepcją laboratoryjną. Sukces komercyjny będzie zależał od wielu czynników, w tym kosztów produkcji i trwałości materiałów w warunkach eksploatacji.