近日,中國農業科學院深圳農業基因組研究所聯合多家科研機構和高校研發出新型軟材料,該材料兼具高阻尼性、高含水量和高柔性,能夠有效抵抗劇烈沖擊,保護柔性高速飛行物,有望用于醫療減震設備、柔性鎧甲和軟機器人等重要領域。相關研究成果發表在《細胞報告·物理科學(Cell Reports Physical Science)》上。
防彈衣、醫用護具等產品都離不開阻尼材料,然而,在高速飛行物的沖擊下,水凝膠等傳統阻尼材料結構易受到破壞。受蝗蟲腹板獨特的柔韌層狀結構啟發,研究人員仿照蝗蟲腹板結構研發出一種具有柔韌片層結構的水凝膠材料,借助雙溶劑交換工藝實現了材料的自組裝速率、片層晶域尺度調節,使其形成規則的層狀微米、納米結構。經測試,該材料的阻尼性能是傳統阻尼材料的100倍,不僅能有效地抵抗柔性PVA水凝膠子彈(15米/秒)的劇烈沖擊,還兼具保護柔性高速飛行物的功能,其優異的高力學強度、韌性,以及高含水量、低成本、可完全生物降解等優點,成為眾多應用場景中抵抗劇烈沖擊的新型軟材料。
該研究得到國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、湖南省自然科學基金、中國農科院科技創新工程等項目資助。(通訊員 馬昕怡)
原文鏈接:https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(23)00467-8