科学家创造出能够抵抗物理原理并吸收冲击力的智能织物

我们大多数人都期望材料以熟悉的方式表现。当你拉扯布料时,它会拉长并变得更薄。对于橡胶、塑料和大多数纺织品等日常材料来说都是如此。但一类特殊材料,称为拉胀织物,其行为方式令人惊讶且几乎违反直觉。而不是成为[...]科学家创造出的智能织物,可以挑战物理原理并吸收冲击力,该文章首先出现在《Knowridge Science Report》上。

来源:Knowridge科学报告

我们大多数人都期望材料以熟悉的方式表现。当你拉扯布料时,它会拉长并变得更薄。

对于橡胶、塑料和大多数纺织品等日常材料来说都是如此。

但是一类特殊的材料,称为拉胀织物,其行为方式令人惊讶且几乎违反直觉。这些织物在拉伸时不会变得更窄,而是保持相同的宽度,甚至变得更宽更厚。

这种不寻常的行为使得拉胀织物对于防护服和过滤系统特别有价值。

拉伸时,它们可以增加表面积或体积,从而提高性能。当受到压缩或撞击时,它们可以更有效地吸收能量,有助于减少力量对身体的影响。

到目前为止,拉胀纺织品的大部分研究都集中在纤维增强复合材料上。这些材料坚固而坚硬,这使得它们适用于织物仅变形一次的应用,例如结构部件。

其他研究已成功地在纱线层面产生拉胀效果,使材料在拉伸后恢复到其原始形状。

然而,在整个柔性织物上实现强大、可重复的拉胀效果仍然是一个挑战。

德国登肯多夫纺织纤维研究所(简称 DITF)的研究人员现在正在采用一种新方法应对这一挑战。他们不再依赖刚性复合材料或特殊纱线,而是直接在机织织物中开发拉胀行为。

其结果是一种柔性纺织品,可以反复拉伸和恢复,同时保持其不寻常的特性。

这一创新的关键在于面料的内部结构。研究人员设计了多层机织物,其形状类似于沙漏,无论是在材料的宽度还是沿材料的长度。