Neuer Helm rettet mehr Menschenleben
Nanyang Technological University: Faserverstärktes Harz schluckt deutlich mehr Aufprallenergie
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Leong Kah Fai (Mitte) mit Fahrradhelm und sein Team (Foto: ntu.edu.sg) |
Singapur (pte006/26.07.2021/06:15)
Ein neuartiger Helm schützt Radfahrer besser als bisher genutzte vor Kopfverletzungen bei einem Sturz oder einer Kollision. Entwickelt hat ihn ein Forscherteam der Nanyang Technological University https://www.ntu.edu.sg/ (NTU Singapore). Es setzte neuartige Materialien ein, die Stöße besser auffangen und so den Kopf schützen.
[b]Durchbruch mit neuen Werkstoffen[/b]
Fahrradhelme bestehen aus zwei Komponenten. Da ist zunächst die Außenhülle, die normalerweise aus einem massenproduzierten Kunststoff wie Polycarbonat besteht. Darunter befindet sich eine Schicht aus aus Polystyrolschaum, einem Material, das auch in Produktverpackungen und Takeaway-Boxen verwendet wird. Der Helm, den das Team um Leong Kah Fai, Assistenzprofessor für Mechanik und Luftfahrttechnik, ist ebenfalls zweischalig aufgebaut. Doch die verwendeten Werkstoffe sind völlig anders.
[b]Energie wird gleichmäßiger verteilt[/b]
Eine Schlüsselrolle spielt Elium, ein neuartiges thermoplastisches, also warm verformbares Harz, das Arkema aus Colombes bei Paris entwickelt hat. Die Außenhaus besteht aus diesem Harz, das allerdings mit Kohlenstofffasern verstärkt wird. Dieses Material ist zäher, steifer und weniger spröde als Polycarbonat und absorbiert mehr Aufprallenergie. Zudem verteilt es Stöße gleichmäßiger auf die Innenhaut aus Kunststoffschaum, sodass die Energie, die letztlich auf dem Kopf landet, deutlich verringert wird.
[b]Neue Außenhaut entlastet den Schaum[/b]
Die Außenhaus aus Komposit schluckt über 50 Prozent der Aufprallenergie, so dass der Schaum nur noch 35 Prozent absorbieren muss. Bei herkömmlichen Helmen sind es 75 Prozent – die Außenhaut schluckt praktisch gar keine Energie. Im Endeffekt landet 15 Prozent der Aufprallenergie auf der Kopfhaut, dazu noch relativ gleichmäßig verteilt. Bei herkömmlichen Helmen sind es 25 Prozent.
[b]Kopfverletzungen sorgen für viele Tote[/b]
Ein guter Helm kann viele Leben retten. Laut einem Bericht der Weltgesundheitsorganisation https://www.who.int/ aus dem Jahr 2020 sind mehr als 60 Prozent der gemeldeten Todesfälle und Langzeitbehinderungen im Zusammenhang mit dem Fahrrad auf Unfälle mit Kopfverletzungen zurückzuführen. „Unser Prototyp-Helm wurde einer Flut von international anerkannten Tests unterzogen", sagt Fai. Er wurde mit hoher Geschwindigkeit auf drei unterschiedlich geformte Untergründe geschleudert – flach, halbkugelförmig und scharfkantig, um verschiedene reale Gefahrenquellen zu simulieren. Dabei habe sich gezeigt, dass er Radfahrer besser schützt als konventionelle Helme.
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