碎屏險?鋼化膜?不如試試屏幕防碎「塑膠網」

採用增材製造工藝合成的聚碳酸酯網可吸收高達96%的衝擊能量。

據美國phys.org網站當地時間11月2日報導，加拿大蒙特婁理工學院的研究人員在《Cell Reports Physical Science》雜誌中展示了一種利用增材製造技術製造的塑料織物，它可以吸收高達96%的衝擊能量，而且不會斷裂。該成果為開發牢不可破的塑料覆蓋物鋪平了道路。

將塑料織物引入玻璃，增強後者對抗衝擊碎裂的性能——這一概念看似簡單，實則需要細細思考。

研究人員從蜘蛛網的驚人特性中汲取了靈感。「蜘蛛網為何能夠抵抗昆蟲撞擊的衝擊？這是因為絲蛋白內部能夠犧牲分子水平上的『連結』，產生形變。」蒙特婁理工學院的機械工程系Frédérick Gosselin教授解釋說。

研究人員使用聚碳酸酯將靈感轉化成了產品。藉助3D印表機，Gosselin教授團隊利用聚碳酸酯受熱變黏稠的特性，「編織」了一系列約2毫米厚的纖維，然後重複這個過程，並在整個聚碳酸酯網絡凝固前，以垂直快速移動的方式列印一系列新纖維。當聚碳酸酯被3D印表機緩慢擠壓成纖維時，熔融的塑料形成了環狀結構。

Gosselin教授說：「材料硬化後，環狀結構會變成『犧牲連結』，為纖維提供額外強度。當撞擊來臨時，『犧牲連結』可以吸收能量並斷開，以此維護纖維的整體完整性。」

論文作者Shibo Zou展示了聚碳酸酯網絡對內屏的保護作用。他在透明樹脂板上嵌入一系列這種網絡結構，並進行了衝擊試驗。

結果表明，合成的塑料晶片能夠分散高達96%的衝擊能量。雖然它有部分區域產生形變，但並沒有破裂，晶片的整體完整性得以保持。

Gosselin教授認為，這種仿生設計可能會催生新型防彈玻璃和耐用智慧型手機屏幕，甚至有朝一日能夠在航空航天領域用作發動機保護層。