近日，一組來自約翰霍普金斯大學極端材料研究所的研究人員開發了一種減震材料，這種材料比金屬更堅固，但比金屬輕。開發這種材料的研究人員認為，它可以用來制造輕便、堅固、可重複使用的防護設備。
目前在汽車保險杠和頭盔等應用中使用的材料在高速下性能不佳，且大多是一次性使用的。研究小組發現，液晶彈性體（LCEs）是一種可重複使用且高能量吸收的材料，可以加入到軍用裝甲以及汽車和航空航天部件中，以提高其沖擊吸收能力，讓材料既有彈性又保持穩定。該研究小組在最近發表的一篇先進材料文章中提到了他們使用LCE開發輕質吸能材料而做的努力。
該材料由多層泡沫狀聚合物構成
該團隊使用了多層LCE，夾在更堅硬的支撐材料之間。該材料被設計為在受到沖擊時以不同的速率彎曲，從而消耗能量。在測試中，這些材料在被重達4至15磅（1.8至6.8公斤）之間的物體，以高達每小時22英裡（每小時35.4公裡）的速度撞擊後仍然保持良好。該團隊相信，填充物可以安全地吸收更大的沖擊力。
"我們對新材料極端能量吸收能力的發現感到興奮，"一位資深作者，機械工程助理教授Sung Hoon Kang說。"這種材料提供了更多的保護，可以抵禦各種沖擊，而相對更輕的重量還可以減少燃料消耗和車輛的環境影響，同時為防護裝備佩戴者提供更舒适的保護。
據了解，這項研究的靈感正是來自Kang對汽車保險杠如何吸收沖擊力的研究，以及之前對吸收沖擊能量的原材料的研究。為了解決當前吸能材料的挑戰，研究小組通過測量其響應，研究了類似形式的LCE結構在各種沖擊速度下的能量吸收行為。此外，他們還使用計算機模拟來幫助了解LCE材料行為和幾何形狀如何協同作用于能量吸收。
材料科學一直在提供新的創新。有些是為了創造更堅固的材料，而另一些則側重于靈活性，可持續性，減輕重量或其他因素。研究人員表示，這種材料可用于多種用途，例如頭盔，防彈衣，運動裝備以及汽車和飛機零部件，它可以用來在減輕重量的同時更有效地消耗撞擊産生的能量。
目前，Kang和研究小組正在探索與一家頭盔公司合作，為運動員和軍隊設計、制造和測試下一代頭盔。此外，該小組還在研究通過結合額外的能量吸收機制來進一步增加材料能量吸收的方法。目前，這項研究部分得到了陸軍研究辦公室和約翰霍普金斯大學懷廷工程學院啟動基金的支持。
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