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現(xiàn)代技術(shù)鑄就“武林高手” 3D打印制作“軟猬寶甲”
2021年08月12日 11:38:45
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：7126
金庸的武俠小說《射雕英雄傳》曾經(jīng)出現(xiàn)過這樣一件寶物，它柔軟輕便可以貼身穿著，卻又刀槍不入可以抵御外部攻擊，這件寶物便是“軟猬甲”。盡管書中對于軟猬甲的制作工藝有著細(xì)致的描述，但無奈，“童話里都是騙人的”，從科學(xué)的眼光來看，想要用金絲和千年藤枝混編出一件能夠?qū)崿F(xiàn)軟硬切換的貼身護(hù)具幾乎是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù)。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】金庸的武俠小說《射雕英雄傳》中曾經(jīng)出現(xiàn)過這樣一件寶物，它柔軟輕便可以貼身穿著，卻又刀槍不入可以抵御外部攻擊，這件寶物便是“軟猬甲”。盡管書中對于軟猬甲的制作工藝有著細(xì)致的描述，但無奈“童話里都是騙人的”，從科學(xué)的眼光來看，想要用金絲和千年藤枝混編出一件能夠?qū)崿F(xiàn)軟硬切換的貼身護(hù)具幾乎是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù)。
不過，用金絲和藤枝做不到，不意味著現(xiàn)代技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)。借助目前的材料學(xué)技術(shù)，想要獲得一件遇“壓”則強(qiáng)的“軟猬寶甲”并非天方夜譚。
就在昨日，英國《自然》雜志發(fā)表了一項(xiàng)材料學(xué)的全新研究成果。報(bào)道中提到，科學(xué)家通過模仿“鏈甲”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以聚合物元素為材料，借助3D打印技術(shù)，研發(fā)出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)在柔軟、可彎曲的狀態(tài)與堅(jiān)硬、強(qiáng)載重狀態(tài)自由切換的智能科技面料。
通常來說，傳統(tǒng)紡織物的特性是由材料的天然特性以及編制結(jié)構(gòu)決定的，生產(chǎn)出來之后就基本無法改變，但是這種智能科技面料通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，讓材料可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)外在刺激改變自身材質(zhì)特性的目的。
這種布料處于天然狀態(tài)時，可以自由彎折，輕松地貼合在復(fù)雜物體表面。但是當(dāng)它受到壓力之后，原本布料中松散的聯(lián)鎖顆粒會被壓縮在一起，布料也會因此變得非常堅(jiān)固。科學(xué)家還對其進(jìn)行了測試，得到的數(shù)據(jù)是壓縮后面料的堅(jiān)硬程度會提升至原本的25倍左右，而將壓縮后的面料懸空放置可以支撐自身重量30倍以上的物體。當(dāng)然，這種通過3D打印的“軟猬甲”目前還存在一些需要解決的問題，例如如何進(jìn)一步地提升貼合性，以及在布料內(nèi)部形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)后如何固定住結(jié)構(gòu)。
智能科技面料成功打破了我們對于面料認(rèn)知，而它的使用場景，也不僅僅是讓我們成為“武林高手”那么簡單。從實(shí)用性的角度來看，除了服飾以外，它還有許多其他的價值。例如用于生產(chǎn)生物醫(yī)學(xué)、運(yùn)動或軍事應(yīng)用的外骨骼，用于設(shè)計(jì)能夠像帳篷一樣實(shí)現(xiàn)便攜快裝的臨時性避難所。
而更重要的一點(diǎn)是，這種仿“鏈甲”的智能面料為“可重構(gòu)結(jié)構(gòu)材料”這一技術(shù)方向，提供了全新的思路?？芍貥?gòu)，指的是通過調(diào)整，使對象的結(jié)構(gòu)功能實(shí)行變化來適應(yīng)其他的目的。這個概念起初被用在管理學(xué)和信息技術(shù)領(lǐng)域，但近年來逐漸被材料學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等其他領(lǐng)域所使用。
相信，隨著生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步以及材料學(xué)的發(fā)展，人們對于物質(zhì)材料的了解會繼續(xù)向著微觀細(xì)致的方向發(fā)展，而未來可能會有越來越多的材料能夠?qū)崿F(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)的重構(gòu)，新材料的運(yùn)用場景也會因此不斷擴(kuò)大。
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