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靠譜的減震材料研發

生活更新时间:2024-12-21 15:52:05

據New Atlas報道，約翰斯·霍普金斯大學的研究人員開發了一種新的吸震材料，這種材料超輕，但卻能提供金屬般的保護。這種材料可以使頭盔、盔甲和車輛部件更輕、更堅固，重要的是可以重複使用。

靠譜的減震材料研發（科學家開發新型減震材料）1

這種新材料的關鍵是所謂的液晶彈性體（LCEs）。這些是處于液态結晶階段的彈性聚合物網絡，使它們具有彈性和穩定性的有用組合。LCEs通常用于制造機器人的執行器和人工肌肉，但在新研究中，研究人員調查了這種材料吸收能量的能力。

該團隊創造了由傾斜的LCE梁組成的材料，夾在堅硬的支撐結構之間。這個基本單元在材料上重複多層，因此它們在受到沖擊時将以不同的速度彎曲，有效地消散能量。

在一系列的實驗中，研究小組測試了這種材料在不同速度下對不同質量的沖擊的承受能力如何。這些材料被重量在4至15磅（1.8至6.8公斤）之間的物體以高達22英裡/小時（35.4公裡/小時）的速度撞擊，而且，肯定的是，它們能保持住。

也許毫不奇怪，這種材料在更多的結構層中表現得更好。例如，一個有四層的結構，其能量吸收密度幾乎是單層結構的兩倍。

靠譜的減震材料研發（科學家開發新型減震材料）2

雖然迄今為止這些材料僅在最高22英裡/小時的沖擊下進行了測試，但研究小組表示，它們應該也能吸收更高速度的撞擊。

研究人員表示，這種材料可用于提高頭盔、防彈衣、汽車保險杠以及車輛和飛機的其他部件的安全性，在保持輕質的同時有效地消散撞擊的能量。

高級作者、機械工程系助理教授Sung Hoon Kang說：“我們對我們關于新材料的極端能量吸收能力的發現感到興奮。這種材料提供了更多的保護，可以抵禦廣泛的沖擊，但更輕的材料可以減少燃料消耗和車輛的環境影響，同時對防護裝備的佩戴者來說更舒适。”

靠譜的減震材料研發（科學家開發新型減震材料）3

第一個使用案例将是頭盔，因為該團隊目前正在與一家公司合作，為運動員和軍隊設計和測試這種防護裝備。

該研究發表在《先進材料》雜志上。

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