来源： 时间：2022-05-04 15:36:10
麻省理工学院的科学家们揭开了海螺壳非凡韧性背后的秘密，这些韧性有助于制造有史以来最好的防护头套和防弹衣。海洋生物的壳受到风暴和潮汐，多岩石的海岸和锋利的食肉动物的冲击。最近的研究表明，海螺壳在其韧性方面最突出。美国麻省理工学院 (MIT) 的研究生Grace Gu说，海螺壳 “具有真正独特的体系结构”。
这种结构使材料比珍珠母 (通常称为珍珠母) 坚韧10倍。这种韧性或抗断裂性来自基于材料内部结构中三个不同层次的独特配置。顾说，三层结构使任何微小的裂缝很难扩散和扩大。她说，这种材料具有 “之字形矩阵，因此裂纹必须经过一种迷宫” 才能扩散。
直到最近，即使在海螺壳的结构被理解之后，它也无法复制。“但是现在，我们的实验室开发了3D打印技术，使我们能够复制该结构并能够对其进行测试。” 麻省理工学院的Markus Buehler说。该项目涉及的部分创新是团队能够模拟材料的行为并在现实条件下分析其实际性能的能力。“过去，许多保护材料的测试都是静态测试，” Gu说。
许多用于军事用途或运动的应用都涉及高度动态的载荷，这需要详细检查影响的影响如何随时间传播。研究人员在下降塔中进行了测试，使他们能够准确地观察到裂纹在撞击后的第一个瞬间是如何出现和扩散的-或没有扩散的。“模型和实验之间有惊人的一致性，” 布勒说。
部分原因是该团队能够3D打印具有精确控制结构的复合材料，而不是使用真实外壳的样本，这些样本可能具有不可预测的变化，从而使分析复杂化。使用3D打印技术，可能会生产出内置头盔或其他防弹衣。“每个头盔都可以“ 量身定制和个性化; 计算机会根据您的头骨扫描为您优化它，并为您打印头盔，”顾说。这项研究发表在《先进材料》杂志上。
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