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手機跌落不碎屏 新材料可吸收沖擊能量達96%

來源:科技日報 2020/11/10 10:20:28

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中玻網

  近日,蒙特利爾工程學院的一個科研團隊在《細胞報告物理科學》雜志上發(fā)表了一項新的研究成果,稱他們利用增材制造的方式,發(fā)明了一種新型復合材料。該材料可吸收高達96%的沖擊能量,且材料不會破碎。這種材料的出現(xiàn)使生產更加耐用的智能手機保護屏成為可能。

  研究人員表示,該材料的設計靈感來源于蜘蛛網和其驚人的特性。弗里德里克·高斯林教授稱,蜘蛛網可以在其絲蛋白內部的分子層面,通過犧牲性連接進行變形,因此可以抵抗昆蟲撞擊時產生的沖擊力,而正是這一特性啟發(fā)了他們。

  該研究意在展示如何將塑料織帶與玻璃面板相結合,從而避免面板在受到撞擊時破碎。聚碳酸酯加熱后,會變得像蜂蜜一樣黏稠。利用該屬性,高斯林教授的團隊使用3D打印機來“編織”一系列厚度小于2毫米的纖維,然后在整個網絡凝固之前,快速垂直打印一系列新的纖維。

  當3D打印機將打印材料緩慢擠出形成纖維時,熔化的塑料會形成圓形,最后形成一系列環(huán)!耙坏┯不,這些環(huán)就會變成犧牲性連接,從而賦予纖維更大的強度。當碰撞發(fā)生時,這些犧牲性連接會吸收沖擊能量并斷裂,以維持纖維的整體完整性,與絲蛋白類似!备咚沽纸淌诮忉屨f。

  研究的主要作者鄒世波(音譯)將一系列纖維網嵌入透明樹脂板,然后進行了沖擊試驗。結果,這種晶片可分散多達96%的沖擊能量而不會破裂,只是在某些地方變形,從而保持了晶片的整體完整性。

  其實,早在2015年發(fā)表的一篇文章中,高斯林教授的團隊就展示了制造這些纖維的原理。此次發(fā)表的文章則揭示了當這些纖維纏結成網時如何表現(xiàn)其性狀。

  高斯林教授認為,除智能手機屏幕,該材料還可用于制造新型防彈玻璃、飛機發(fā)動機的保護涂層等。


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