Inteligentne materiały absorbujące siłę uderzenia

Firma Smartfluid, której większościowym akcjonariuszem jest Grupa CIECH, otrzymała dofinansowanie z NCBR na opracowanie i walidację w warunkach rzeczywistych technologii wytwarzania inteligentnych materiałów absorbujących siłę uderzenia dzięki wykorzystaniu właściwości płynów zagęszczanych ścinaniem (ang. Shear thickening fluids – STF). Nadrzędnym celem CIECH jest komercjalizacja technologii STF i uruchomienie wielkoskalowej, opłacalnej ekonomicznie produkcji materiału, będącego półproduktem dla wytwórców szeroko pojętej odzieży, elementów ochronnych i akcesoriów sportowych.

Płyn zagęszczany ścinaniem (nazywany również dylatancyjnym) to tzw. płyn nienewtonowski, w którym wartość lepkości rośnie wraz ze wzrostem wartości szybkości ścinania. Po przekroczeniu granicznego naprężenia, właściwości układu charakterystyczne dla płynu przechodzą w typowe dla ciała stałego. W wyniku uderzenia STF zmienia się z lepkiego płynu w sprężyste ciało stałe.

Efektem tego zjawiska jest rozproszenie energii i zapewnienie ochrony przedmiotom lub osobom przed niszczącym strumieniem energii. Zjawisko to jest odwracalne. Po rozproszeniu energii płyn natychmiast powraca do stanu ciekłego i gotowy jest na rozproszenie energii pochodzącej z kolejnego uderzenia

Dzięki temu produkty oparte na STF znajdują zastosowanie w wielu segmentach rynku, w których absorpcja energii jest kluczowa, a parametr elastyczności ma równie wielkie znaczenie. Jest to na przykład produkcja elementów konstrukcyjnych samochodów, kamizelek kuloodpornych, ochraniaczy sportowych czy elementów odzieży dla motocyklistów. Technologia ta może być również wykorzystywana do wibroizolacji w budownictwie.

CIECH przeznaczy uzyskane środki, w wysokości ponad 5 mln zł, na zweryfikowanie w warunkach rzeczywistych tezy o możliwości wykorzystania STF do wielkoskalowej, opłacalnej ekonomicznie produkcji materiału, będącego półproduktem dla wytwórców szeroko pojętej odzieży, elementów ochronnych czy akcesoriów sportowych. Pozytywna weryfikacja tej tezy pozwoli na uruchomienie komercyjnej działalności polegającej na wytwarzaniu i sprzedaży materiału wykorzystującego STF.

Spółkę Smartfluid, której większościowym akcjonariuszem jest CIECH, tworzą naukowcy z Politechniki Warszawskiej – m.in. prof. dr hab. inż. Mikołaj Szafran, prof. dr hab. inż. Marcin Leonowicz czy prof. dr hab. inż. Gabriel Rokicki. Udziałowcem Spółki jest też Instytut Badań Stosowanych, kierowany przez prof. dr hab. inż. Janusza Lewandowskiego. Prace nad chronioną dziś patentami technologią STF rozpoczęli oni już w 2009 roku.