【科普知識】手機跌落不碎屏 新材料可吸收衝擊能量達96%

2020-11-24 澎湃新聞

【科普知識】手機跌落不碎屏 新材料可吸收衝擊能量達96%

2020-11-09 17:33 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務

近日，蒙特婁工程學院的一個科研團隊在《細胞報告物理科學》雜誌上發表了一項最新研究成果，稱他們利用增材製造的方式，發明了一種新型複合材料。該材料可吸收高達96%的衝擊能量，且材料不會破碎。這種材料的出現使生產更加耐用的智慧型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於蜘蛛網和其驚人的特性。弗裡德裡克•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衝擊力，而正是這一特性啟發了他們。

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。聚碳酸酯加熱後，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印表機來「編織」一系列厚度小於2毫米的纖維，然後在整個網絡凝固之前，快速垂直列印一系列新的纖維。

當3D印表機將列印材料緩慢擠出形成纖維時，熔化的塑料會形成圓形，最終形成一系列環。「一旦硬化，這些環就會變成犧牲性連接，從而賦予纖維更大的強度。當碰撞發生時，這些犧牲性連接會吸收衝擊能量並斷裂，以維持纖維的整體完整性，與絲蛋白類似。」高斯林教授解釋說。

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，然後進行了衝擊試驗。結果，這種晶片可分散多達96％的衝擊能量而不會破裂，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年發表的一篇文章中，高斯林教授的團隊就展示了製造這些纖維的原理。此次發表的文章則揭示了當這些纖維纏結成網時如何表現其性狀。

高斯林教授認為，除智慧型手機屏幕，該材料還可用於製造新型防彈玻璃、飛機發動機的保護塗層等。（實習記者盧子建）

來源：科普中國

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