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现代链甲织物可用于骨骼保护

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2021年9月14日

中世纪骑士穿着锁子甲进行保护,虽然锁子甲这种保护水平曾经有效,但对于现代军队和警察来说完全不切实际。新加坡南洋理工大学和美国加州理工学院的研究人员发明了一种智能织物,可提供链式邮件的保护和灵活性,但没有重量。

由南洋机械与航空航天工程助理教授王一帆领导的团队开发了这种材料,同时致力于展示“构造织物”的实用性。这些由分层的“三维粒子”组成,这些粒子互锁,允许它们改变形状但保持其刚性。该材料由空心塑料颗粒或 3D 打印铝制成。

与类似的织物不同,它们通过电磁场“调整”以使其变硬或放松,链甲与真空袋配合使用。这称为干扰过渡,这与导致一袋真空密封大米变硬的原理相同,因为颗粒没有移动的空间。虽然将自己拉入真空袋并不是特别实用,但这种织物在变硬时最多可承受 2 磅的重量,这比迄今为止设计的任何其他智能织物都要多。

Yifen 报告说,为了进一步提高材料的刚度和强度,该团队正在“研究由包括铝在内的各种金属制成的织物,可用于需要更高承载能力的大规模工业应用,例如桥梁或建筑物。”

响应不同刺激而改变其特性的材料可能成为许多新创新的重要组成部分,从机器人到先进的飞机。我们已经看到了这项技术的例子,包括 与 Kevlar 一样坚固的水凝胶和由可重复使用的凝胶制成的衣服 。

除了这种材料的商业用途,例如防护装甲、随着患者康复而改变刚度的适应性模型、可以展开然后在适当位置变硬的桥梁,一帆和他的同事认为,这种智能织物也可以使用开发外骨骼,有可能让行动不便的人正常行走。也许有一天,这项技术甚至可以提供一种类似于蝙蝠侠披风的装置,它可以变成滑翔机。目前,该项目仍处于概念验证阶段,但该团队正在努力提高材料的性能和新的加强方法。