一个联合研究小组以色列理工学院和麻省理工学院从鱼鳞中获得灵感,创造了一种激进的材料,平衡了突出的抗渗透特性和灵活性。
这种特殊材料有潜力用于制造在太空行走中能够承受微陨石和辐射的宇航服,以及军事人员的防弹衣服。
2月20日,英国皇家化学学会(Royal Society of Chemistry)的技术期刊《软物质》(Soft Matter)在线发表了这项研究结果,其中包含了关于这种新材料的特性、用途和测试结果的细节。这项研究是由Technion软材料力学实验室的负责人,助理教授Stephan Rudykh领导的。欧洲杯足球竞彩
许多鱼类都有柔韧性,但它们也有坚硬的鳞片保护。从自然中获得灵感,我们试图通过结合两层材料来复制这种保护的灵活性——一层是柔软的灵活性,另一层是类似盔甲的鳞片。欧洲杯足球竞彩这种材料背后的秘密是上面的硬鳞片与下面柔软、灵活的组织的组合和设计。
教授斯蒂芬Rudykh
Rudykh教授解释说,通常,力量和柔韧性是相互竞争的,不可能同时找到。但是,联合研究小组确定了一种方法,即在将材料的柔韧性降低5倍的同时,将穿透阻力提高40倍。
例如,在制造作战军服时,膝盖和肘部等需要柔韧性的部位可以设计得更灵活,而上身等需要抗穿透性能的部位可以加强。
“这一特性使得面料可以根据穿戴者的身体和穿戴者将要面对的环境量身定制,”Rudykh教授解释道。在加入Technion之前,他曾在麻省理工学院从事3D打印技术的博士后研究。“这项工作是材料性质革命的一部分。欧洲杯足球竞彩一旦我们能够控制材料的微观性能,使用3D打印技术,我们就可以创造出完全不同类型的材料,每一种材料都能够根据穿戴者、需求和环境进行调整。”欧洲杯足球竞彩
研究人员已经进行了初步的材料测试,并正在利用小颗粒和子弹等快速移动的弹丸进行动态分析。欧洲杯猜球平台他们还将对压力下的灵活性特征进行分析。
“我们的研究结果为开发简单材料建筑提供了新的指导方针,既保持灵活性,又提供具有高度可调特性的保护。”研究人员得出结论。“保护系统的定制性能——可以根据身体不同区域所需的动作进行调整——从微观结构的几何形状中获得能力。给定的组织能够提供不同的变形抗力机制是实现刚性板和软基体多功能设计的关键。我们发现,精心选择微结构特性可以在保持灵活性的同时,优化防渗透设计。”
美国陆军研究办公室通过麻省理工学院士兵纳米技术研究所支持了这项研究。