图片来源：asharkyu / Shutterstock.com
具有高耐冲击性能的透明材欧洲杯足球竞彩料在广泛的消费产品和安全关键的工程应用中是必需的。许多现有的透明抗冲击材料在韧性上有所提高，但往往缺乏足够的冲击吸收性能。欧洲杯足球竞彩加拿大Polytechnique Montréal的一个研究小组利用先进的增材制造技术，创造了一种受蜘蛛丝启发的透明吸震复合材料。新型复合材料在不破坏完整性的情况下，可吸收高达96%的能量。
蜘蛛丝是最棘手的已知生物材料之一。欧洲杯足球竞彩在逮捕和留住飞虫时，它已经发展以消除大量的动能。
蜘蛛网通过在丝线的精细结构中破坏分子键来消散高达70%的冲击能量。
丝原纤维由纳米晶和半非晶相间的结构域组成。一旦受到冲击，半无定形结构域内的氢键开始断裂，吸收能量，并允许蛋白质链展开并消散能量。
从机械工程在理工学院蒙特利尔，由教授弗雷德里克·戈瑟兰和丹尼尔Therriault领导部门的一个研究小组，成功地扩大负责了显着的强度和蜘蛛丝的韧性的分子水平的工艺和复制他们在微观尺度上。
由3D打印机编织
研究人员采用了一种复杂的3D打印技术，称为不稳定性辅助熔融灯丝制造(IFFF)。科学家们通过将聚碳酸酯(一种高性能的、坚韧的、无定形的、透明的热塑性聚合物)加热到290°C，并将其挤压成一毫米厚的粘性纤维，创造了一种复杂的塑料网，模拟蜘蛛网。
仔细调整3D打印参数，如灯丝从打印头出来的速度和3D打印机沉积平台的速度，会导致灯丝因压应力而变得不稳定、弯曲和扭曲。这种不稳定性被称为液体绳卷，并导致形成规则的圆形线圈。
通过控制沉积粘性聚碳酸酯螺纹的打印机平台的运动，科学家们在每个印刷的聚碳酸酯纤维中产生精确定位的一系列环。多次重复IFFF过程，以创建一系列编织的纤维，几毫米分开。
通过垂直于原始纤维印刷一系列新的纤维来重复该过程。IFFF过程快速进行，允许垂直纤维的交叉区域和随着聚碳酸酯固化而熔化的环。
将所得的连续塑料薄片，然后在一个软的弹性体树脂包裹，以获得透明的复合结构，其中弹性体基质进一步有助于该材料的机械和光学性能。
人造网络与令人惊叹的性能
加拿大研究人员的创新概念最近发表在细胞报告物理科学欧洲杯线上买球Chines，以及新型抗冲击复合材料的详细机械和光学测试。结果令人印象深刻。
撞击试验和失效分析表明，95.6％的总冲击能量被吸收和消散。只有4.4％被释放为弹性能量，在很大程度上保持复合结构，变形最小。
用聚合物纤维模仿自然
材料韧性的秘密在于其结构，即牺牲键和隐藏长度(SBHL)机制。
正如Gosselin教授解释的那样，沿着聚碳酸酯纤维的环充当了牺牲链，提供了额外的纤维强度。当发生冲击时，牺牲链通过断裂和变形吸收能量，并允许保持纤维的整体完整性。牺牲键的断裂释放出所谓的隐藏长度，打开并承载负荷。
这与蜘蛛丝股内的牺牲化学键断裂相同的方式发生，有助于分子链结构的拉伸和断裂所需的能量。
在新的复合材料中，能量进一步由纤维基体消散滑动，基体开裂和分割，塑性变形，和展开纤维的破裂。这确保在微观尺度上的有效双向SBHL增韧机制。
除了其机械韧性之外，新的复合材料还具有优异的光学性能，总光透射率超过90％的平均在可见光光谱上。这是通过匹配聚碳酸酯纤维和周围弹性体基质的折射率来实现的。
承诺未来的高性能纤维复合材料
Gosselin教授的团队设想了这种新型透明吸波复合材料的多种可能应用。可用于夹胶玻璃和防护屏，以提高机械冲击下的能量耗散。
其他潜在应用包括防弹窗户或飞机和航天器窗口。
与其他透明的或非透明的高性能工程材料，如聚醚醚酮（PEEK）和芳纶纤维更换材料组分将铺路创建牢不可破塑料复合材料用于工业的方法。欧洲杯足球竞彩
参考资料及进一步阅读
S. Zou, D. Therriault, F. P. Gosselin，(2020)蜘蛛网启发，透明，冲击吸收复合材料。细胞报告物理科学，1,100240。欧洲杯线上买球可用于：https://doi.org/10.1016/j.xcrp.202010.100240
R. Passieux等人，（2015）稳定辅助直接写入牺牲债券的微观结构纤维。adv。Mater。，27,3676-3680。可用于：https://doi.org/10.1002/adma.201500603
S. Chaudhari（2020年）研究人员开发3D印花蜘蛛网启发的防碎材料。[在线的]www.3dprintingindustry.com可用于：https://3dprintingindustry.com/news/researchers-develop-3d-printed-spiderweb-inspired-shatterproof-material-179593/（访问的12月9日2020）。
PolytechniqueMontréal（2020）印刷塑料纤维网以保护未来的手机屏幕。[在线的]www.polymtl.ca可用于：https://www.polymtl.ca/carrefour-actualite/en/news/printing-plastic-webs-protect-cellphone-screens-future（访问的12月9日2020）。
设计工程（2020年）蒙特利尔工程师的3D印刷织带吸收冲击能量的96％。[在线的]www.design-engineering.com可用于：https://www.design-engineering.com/montreal-engineers-3d-printed-webing-absorbs-96-of-impact-energy-1004035902/（访问的12月9日2020）。
免责声明：这里表达的观点是提交人的私人能力表达的意见，不一定代表Azom.com限量T / A Azonetwork的观点，这是本网站的所有者和运营商。此免责声明构成了部分条款和条件使用本网站。