Sposób na sen doskonały
W tym artykule z serii Materiał Miesiąca opowiemy o materiałach, które można znaleźć w domach wielu z Was. Pianki z pamięcią kształtu są z powodzeniem stosowane w przedmiotach codziennego użytku, takich jak materace, poduszki, maty łazienkowe, a nawet zatyczki do uszu. Powszechnie uznaje się, że są one znacznie wygodniejsze od swoich „zwykłych” odpowiedników, jednak niewielu konsumentów zdaje sobie sprawę skąd biorą się ich unikalne właściwości.
Najczęściej pianki z pamięcią kształtu (ang. memory foams) wykonywane są z użyciem pianek poliuretanowych[1], czyli polimerów dla wielu kojarzących się z izolacjami termicznymi. Gąbki te są jednak gęstsze niż te zazwyczaj używane przy wyrobie np. materacy i zawierają też inne substancje chemiczne. Dodatki te zwiększają własności lepkosprężyste materiału. Oznacza to, że ulega on deformacji pod wpływem działania sił, a po ich usunięciu powoli powraca do dawnej formy[2]. Dzięki temu zatyczki wykonane z pianki z pamięcią kształtu dobrze dopasowują się do kształtu ucha – po założeniu ich w odpowiedni sposób rozszerzają się w kanale słuchowym, skutecznie blokując dobiegające z zewnątrz dźwięki[3].
Deformacja zależy nie tylko od wartości i rodzaju siły, ale też od prędkości jej przyłożenia. Wpływa to na zdolność amortyzacji, którą wykazują omawiane pianki. Ponadto, rolę w procesie odkształcania gra również temperatura – dlatego często pianki te są nazywane termoelastycznymi[4]. Zależność odkształcenia od temperatury wynika ze spadku lepkości wraz z ogrzewaniem materiału[5].
Właśnie z powodu czynników wpływających na odkształcenia pianek są one idealnym materiałem na poduszki czy materace – pod wpływem temperatury ciała oraz nacisku przedmioty te zmieniają swój kształt. W przypadku materaca czy poduszki, umożliwia to równomierne rozłożenie ciężaru oraz układanie się w bardziej naturalne pozycje podczas snu, co minimalizuje bóle kręgosłupa.
Ciekawe jest również pochodzenie pianek z pamięcią kształtu. W rzeczywistości badania nad materiałem dostosowującym się do kształtu ciała użytkownika zostały rozpoczęte przez NASA w latach 60 ubiegłego wieku[6]. Celem poszukiwań było znalezienie rozwiązania zapewniającego amortyzację i większy komfort podróży w statkach kosmicznych oraz samolotach.
Bibliografia
- [1] https://www.dormeo.pl/poradniki/prawdy-i-mity-o-piance-z-pamiecia-ksztaltu
- [2] https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/viscoelastic-material
- [3] https://www.youtube.com/watch?v=zM3R_1JceWo
- [4] https://www.sissel.com.pl/webpage/pianka-memory.html
- [5] https://www.explainthatstuff.com/memoryfoammattresses.html
- [6] https://spinoff.nasa.gov/Spinoff2005/ch_6.html
Photo credit: Johan (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:MemoryFoam-fast.jpg)