合成材料模仿贝壳以增强能量吸收

数百万年的进化使一些海洋动物能够种植由多层组成的复杂的保护壳,这些贝壳共同消散了身体压力。在一项新的研究中,工程师找到了一种模仿这种分层材料(例如贝壳Nacre)的行为的方法,它是通过对单个合成材料层进行编程以在压力下协作工作的。新的材料设计有望增强吸收能量的系统,例如可穿戴绷带和具有适应碰撞严重性的多阶段响应的汽车保险杠。

来源:英国物理学家网首页
伊利诺伊州教授雪莉·张(Shelly Zhang)中心,研究人员拉胡尔·德·昆杜(Rahul Dev Kundu)和右边的Zhao(Shi Zhao)开发了一种合成的多层材料,类似于贝壳,其中每层对压力的反应都不同。研究人员设想了这项技术用于汽车保险杠和可穿戴绷带之类的东西。图片来源:Fred Zwicky

数百万年的进化使一些海洋动物能够种植由多层组成的复杂的保护壳,这些贝壳共同消散了身体压力。在一项新的研究中,工程师找到了一种模仿这种分层材料(例如贝壳Nacre)的行为的方法,它是通过对单个合成材料层进行编程以在压力下协作工作的。新的材料设计有望增强吸收能量的系统,例如可穿戴绷带和具有适应碰撞严重性的多阶段响应的汽车保险杠。

过去的许多研究都集中在逆向工程上,以复制骨,羽毛和木材等天然材料的行为,以复制其对机械应力的非线性反应。由伊利诺伊大学Urbana-Champaign公民和环境工程教授Shelly Zhang和丹麦技术大学Ole Sigmund教授领导的一项新研究超越了反向工程,以开发一个可编程的多层材料的框架,能够通过Microscale Internections响应本地干扰。

研究结果发表在《科学进展》杂志上。

已发布 科学进步
视频

是,当团队将注意力转向具有不同目的的生物材料,以及他们如何制造合成材料并使用内部,显微镜编程和优化来控制其对机械应力和应变的反应。

生物材料 更多信息: doi:10.1126/sciadv.adr6925

期刊信息:科学进展

期刊信息: