Używane obecnie przez piłkarzy ochraniacze nie zawsze amortyzują silne uderzenie. Polscy naukowcy pracują już od kilku lat nad bardziej skutecznym rozwiązaniem!
Grupa naukowa z Politechniki Warszawskiej pod kierownictwem profesora Mikołaja Szafrana opracowała projekt ochraniaczy, których absorpcja energii sięga nawet 77%! Wnętrze ochraniaczy zostało wypełnione odpowiednio zagęszczoną cieczą, która ma zmniejszać siłę oddziaływania na zawodnika. Jak podkreśla czołowy naukowiec, idea nowoczesnych ochraniaczach polega na tym, by siła uderzenia i odczuwany ból były silniejsze dla zawodnika kopiącego, niż dla tego, który został sfaulowany.
Płyn umieszczony w ochraniaczach jest nienewtonowski, co oznacza, że przy silnym uderzeniu lub szybkim mieszaniu zachowuje się jak ciało stałe. W wyniku działającej na ciecz siły staje się ona gwałtownie lepka, nawet o kilka tysięcy razy bardziej niż zwykły płyn. Gdy ustanie działanie siły uderzenia, ciecz wraca do swojej tradycyjnej, płynnej postaci. Głównymi wyzwaniami dla zespołu naukowców było dobranie cieczy w taki sposób, by nie spływała pod wpływem grawitacji oraz była odporna na zmiany temperatury. Płyn przygotowywano syntetycznie za pomocą wprowadzania specjalnych nanocząstek oraz modyfikatorów substancji, które wpływały na konsystencję cieczy, jej lepkość, szybkość ścinania czy reakcję na ruch ciała.
Dostępne na międzynarodowym rynku ochraniacze piłkarskie pochodzące z różnych firm na całym świecie mają średnią zdolność pochłaniania siły uderzenia na poziomie 35%, czyli o połowę mniejsza od polskiego projektu. Spośród testowanych marek maksymalny poziom absorpcji energii wynosił 50%. Nie brakuje zatem myśli, że polski prototyp może zrewolucjonizować rynek sprzedaży na całym świecie. Na działanie tradycyjnych ochraniaczy dodatkowo wpływa fakt, że po kolejnym uderzeniu w tę samą część ochraniacza jego zdolność amortyzacji spada o połowę lub nawet do 25% w porównaniu z pierwotnym poziomem działania. W przypadku polskiego produktu odporność na siłę uderzenia po kolejnym faulu utrzymuje się powyżej 90% skuteczności względem pierwszego ataku.
Zespół z Politechniki Warszawskiej otrzymał dofinansowanie w wysokości ponad 4 milionów złotych z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Fundusze przeznaczono na przeprowadzenie badań, wstępnych testów oraz stworzenie pierwszych 10 par prototypów, których działanie oraz funkcjonalność testowali piłkarze Piasta Gliwice oraz Podbeskidzia Bielska-Białej. Dalsze prace nad ochraniaczami nowej generacji oraz procesem ich komercjalizacji uzależnione są od inwestorów, sponsorów oraz zainteresowanych kupnem patentu firm. Jak zapewnia prof. Mikołaj Szafran trwają negocjację z firmą Polsport z Bielska-Białej. Zastosowanie technologii cieczy zagęszczanej ścinaniem jest bardzo szerokie, dlatego znalezienie odpowiedniego sponsora może być kwestią czasu.
Warszawscy naukowcy zajęli się tworzeniem map zależności, które mają za zadanie ułatwić ustalenie możliwych zastosowań specyficznej cieczy. Wstępnie technologia zostałaby wykorzystana we wszelkiego rodzaju ochraniaczach sportowych, nie tylko tych piłkarskich. Szczególny czas badań poświęcono na elastyczne ochraniacze, na przykład na łokcie, tak by w trakcie uderzenia twardniały, a pod wpływem ruchu zawodnika wracały do pierwotnej postaci. Początkowo ciecz zagęszczana ścinaniem była testowana w kamizelkach kuloodpornych. Polskim naukowcom udało się stworzyć modele odporne na strzał z broni o szerokości pocisku 6 mm. Stworzona w Polsce technologia cieczy mogłaby być również wykorzystywana przy ochronie elektroniki czy w budowie robotów. Jaka zapewniają sami twórcy, możliwości jest wiele, dlatego ich projekt jest obecnie objęty 11 patentami na terenie Polski i według planu ma być także zabezpieczony na rynku międzynarodowym.
Srebrny medal podczas „46th International Exhibition of Inventions Geneva 2018” dla wynalazku Politechniki…
Opublikowany przez Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej Piątek, 5 października 2018
Foto wyróżniające: James Williamson – AMA / Getty Images
