“拳击高手”螳螂虾3D打印复合材料新进展!

不要被螳螂虾的大小迷惑了,这个小东西可以冷不丁给你一大拳!以大约0.22口径子弹的速度释放冲击,击退猎物。这样的速度被打一拳有多疼?估计只有亲身体验过的人才知道。

两年前,普渡大学和加利福尼亚大学河滨分校合作发表了关于他们使用3D打印技术开发螳螂虾超强材料的研究报告。最近,他们又发表了两篇关于工作进展的新论文。研究由美国空军科学研究办公室、联合大学研究计划以及美国国家科学基金会的CAREER奖赞助。

早在2016年,该团队就受到螳螂虾的启发,一直在致力于研发既可以使用抗冲击人字形结构、又可以使用防护外涂层的新材料,来制造防护装备。当时,人们还没发现大自然里有这种人字形结构,不过现在都已经在研发过程中了。

相关研究人员表示:“我们在很多动物的结构设计中都发现了这种结构,比如甲虫的壳,在一些鱼类、虾蟹类动物的身上也有所体现。”

最新研究结果表明,这种独特的人字形设计实际上可以防止破裂。“这种机制我们以前从未详细研究过,不过我们发现随着裂纹的发展,裂纹扩展的驱动力逐渐减小,有利于其他类似机制的形成,从而防止材料产生裂缝。”相关工作人员解释道。

此外,研究还发现,专门设计的螺旋结构能承受持续的高速冲击。加州大学河滨分校的电子显微镜的新图像表明,这种结构能够消耗材料在撞击时吸收的能量。

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