受石鳖启发 科学家研制出兼具柔韧性和耐冲击性的材料

摘要:

据外媒报道,在防弹衣方面,通常需要权衡取舍–它可以具有很高的耐冲击性或柔韧性,但不能兼而有之。但是,由于受到软体动物启发的实验性新材料的出现,这种情况可能会改变。

访问:

阿里云福利专场 云服务器ECS低至102元/年

chiton-525167_960_720.jpg

通常,软体动物的壳要么是一个刚性件,要么是两个铰接件。石鳖的椭圆形外壳有所不同,它由八个重叠的壳板组成,在底部由环形“腰带”围绕。该环带依次由小的、坚硬的、重叠的鳞片组成,它们附着在较软的下面组织上。

这种排列于石鳖来说效果很好。当外力施加到上面时,它们会向内会聚并锁定在一起,形成坚硬的屏障。但是,当该生物试图使其身体与它所紧贴的岩石的轮廓相符时,这些壳板和鳞片会相互来回滑动,从而使外壳保持柔韧性。

下载.jpg

最近,一个国际科学家团队开始着手复制该功能,最终生产出具有柔韧性和耐冲击性的材料。它由重叠的3D打印的刚性“标尺”组成,这些标尺安装在柔性基板上。在实验室测试中,研究发现这些鳞片在受到外部机械力时会形成坚固的屏障,而在基材弯曲时会随基材一起移动。值得注意的是,鳞片越小,灵活性越大,抗冲击性越低。

下载 (1).jpg

弗吉尼亚理工学院的副教授李玲(音译)表示:“我们希望集成灵活性和保护性,而使用合成系统很难做到这一点。我们将继续进行研究,以探索原始生物模型系统之外的设计空间,并在不同的负载条件下进行测试。”

麻省理工学院、哈佛大学、加州州立大学富尔顿分校和德国马克斯·普朗克胶体与界面研究所的科学家也参加了这项研究。有关该研究的论文最近发表在《自然通讯》杂志上。

查看评论
阿里云云服务器特惠
created by ceallan