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新材料可以更好地保護士兵等人員免受衝擊、撞擊和爆炸帶來的傷害

新材料可以更好地保護士兵等人員免受衝擊、撞擊和爆炸帶來的傷害

2021-05-16 Comments 0 Comment

據外媒報導,將水溶液加壓插入疏水納米多孔材料如沸石和金屬有機框架中有助於創建高性能的能量吸收系統。一個國際研究小組對具有疏水籠狀分子結構的水熱穩定沸石咪唑酯骨架化合物(ZIF)進行了實驗,他們發現這種系統在現實的高速率負載條件下是非常有效的能量吸收器,這種現象跟納米籠中的水聚集和流動性有關。

資料圖

來自伯明翰大學、牛津大學和比利時根特大學的研究人員最近在《Nature Materials》上發表了他們的這一發現。

伯明翰大學工程講師Yueting Sun博士表示:“橡膠現在被廣泛用於減震,但我們發現的過程創造了一種材料,由於其獨特的納米級機制,它可以每克吸收更多的機械能並擁有很好的重複使用性。

“這種材料對於車內人員和行人、軍用裝甲車和基礎設施的碰撞安全以及人體保護具有重要意義。士兵和警察可以從更好的防彈衣和防爆服中受益,運動員可以戴更有效的頭盔、護膝和鞋墊,因為這種材料是液體狀的,穿起來很靈活,”研究人員介紹道。

據悉,這種材料的可重複使用性來自於自發的液體擠壓,這也使得這種材料適合於阻尼用途,這意味著它可以用來製造噪音和振動更低的車輛並帶來更好的乘坐舒適性。

這種材料還可以加入到機器中以減少有害的振動和噪音從而降低維護成本。此外,它還可以用於降低橋樑和建築物的地震易損性。

目前最先進的能量吸收材料依賴於廣泛的塑性變形、單元屈曲和粘彈性耗散等過程,而這會讓製造能提供有效保護免受多重衝擊的材料變得困難。

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