อธิบายเกี่ยวกับฟุตบอล

Weiyi Lu จาก MSU, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อมของ MSU กล่าวว่า เมื่อหมวกกันน็อคทนต่อแรงกระแทกที่รุนแรงพอที่จะทำให้ผู้เล่นที่สวมหมวกกันน็อคเกิดการกระทบกระเทือน คุณลักษณะด้านความปลอดภัยของหมวกกันน็อคก็จะลดลง ทำให้อุปกรณ์ไม่ปลอดภัยสำหรับการใช้งานต่อไป Lu ได้ทำการทดสอบวัสดุโฟมนาโนเหลวที่สามารถเปลี่ยนแปลงสิ่งนั้นได้ และงานวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์เมื่อวันที่ 13 ตุลาคมในรายงานการประชุมของNational Academy of Sciences วัสดุนี้เต็มไปด้วยรูพรุนขนาดเล็กระดับนาโน "เส้นผ่านศูนย์กลางของรูพรุนอยู่ระหว่างสองถึง 200 นาโนเมตร และสร้างพื้นที่ผิวจำนวนมาก" ลูกล่าว "พื้นที่ทั้งหมดของ Spartan Stadium ของ MSU สามารถพับเป็นโฟมนาโนหนึ่งกรัมได้" ฟุตบอล โดยปกติแล้ววัสดุจะแข็งและการเติมของเหลวจะอุดรู ในการแก้ไขปัญหานี้ Lu และทีมของเขาได้เคลือบรูพรุนนาโนด้วยชั้นซิลิโคนที่ไม่ชอบน้ำหรือไม่ซับน้ำซึ่งทำจากโซ่ไซลิลอินทรีย์ที่ป้องกันไม่ให้ของเหลวถูกดูดซับโดยวัสดุ เป็นผลให้ของเหลวน้ำเค็มภายในวัสดุโฟมนาโนมีแรงดันระหว่างการกระแทก "เมื่อแรงดันถึงเกณฑ์ความปลอดภัย ไอออนและน้ำจะถูกบีบเข้าไปในรูพรุนระดับนาโน ทำให้วัสดุเปลี่ยนรูปได้เพื่อการป้องกันที่มีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ วัสดุที่คล้ายของเหลวยังยืดหยุ่นได้มากพอที่จะก่อตัวเป็นรูปร่างต่างๆ ได้" เขากล่าว "หมวกกันน็อคมีรูปร่างค่อนข้างเดียว แต่วัสดุโฟมนาโนเหลวสามารถทำขึ้นเพื่อให้พอดีกับรูปร่างศีรษะหรือโปรไฟล์เฉพาะบุคคล" ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการในช่วงแรก Lu และทีมของเขาเปรียบเทียบแผ่นโฟมนาโนโฟมเหลวขนาด 8 นิ้วกับโฟมแข็งขนาด 3 ใน 4 นิ้วที่ใช้ในหมวกกันน็อคแบบดั้งเดิม วัสดุทั้งสองถูกกระแทกด้วยมวล 5 กิโลกรัม (น้ำหนักโดยประมาณของศีรษะมนุษย์) ที่ความเร็ว 3 เมตรต่อวินาที แม้ว่าวัสดุทั้งสองจะเสียรูปจากการกระแทก แต่โฟมนาโนเหลวจะคืนตัวระหว่างการกระแทกอย่างต่อเนื่องของการทดสอบและโฟมแข็งไม่คืนตัว "โฟมนาโนเหลวมีประสิทธิภาพดีกว่าโฟมแข็ง" Lu กล่าว "โฟมนาโนสามารถลดผลกระทบต่อเนื่องหลายด้านได้โดยไม่มีความเสียหาย ผลลัพธ์ที่ได้เหมือนกันตั้งแต่การทดสอบที่หนึ่งจนถึงการทดสอบที่ 10" แผ่นซับโฟมนาโนเหลวจะบางกว่าและเทอะทะน้อยกว่าในหมวกกันน็อค และเนื่องจากซับในสามารถทนต่อแรงกระแทกสูงได้หลายระดับ จึงไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนซับหลังการชนที่มีแรงกระแทกสูง เว้นแต่เปลือกหมวกกันน็อคจะเสียหาย "หมวกกันน็อคที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างปลอดภัยถือเป็นข้อได้เปรียบอย่างมาก" เขากล่าว "เราอยากจะเห็นแผ่นซับโฟมนาโนเหลวในหมวกกันน็อคฟุตบอลของ MSU ในอนาคต" Lu มองเห็นการใช้งานในอนาคตของวัสดุโฟมนาโนโฟมที่นอกเหนือจากหมวกฟุตบอลและทหาร วัสดุนี้สามารถใช้ในอุปกรณ์ความปลอดภัยแบบพาสซีฟ เช่น ถุงลมนิรภัยและกันชนรถยนต์ โฟมนาโนเหลวสามารถใช้เพื่อปกป้องผู้คนและอาคารจากแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว การวิจัยในขั้นต่อไปจะมุ่งเน้นไปที่การศึกษาที่มีพลวัตมากขึ้น ซึ่งจะทดสอบผลกระทบที่รวดเร็วและเข้มข้นมากขึ้น เช่น ผลกระทบของระเบิด "เราต้องการให้เนื้อหานี้ไม่เพียงช่วยยืดอายุขัยของผู้คน แต่ยังปรับปรุงคุณภาพชีวิตของพวกเขาด้วย"