塑料网可以有多坚固?一项研究表明可分散高达96%的冲击能量

logo塑联官方账号
2152020-11-04 收藏

蒙特利尔理工学院的一个团队最近证明,使用增材制造的织物可以吸收高达96%的冲击能量,而且不会断裂。《细胞报告物理科学》杂志最近发表了一篇文章,详细介绍了这一创新成果,这为创造牢不可破的塑料覆盖物铺平了道路。


文章中揭示的概念和配套研究相对简单。来自蒙特利尔理工学院机械工程系的Frédérick Gosselin教授、Daniel Therriault教授和博士生Shibo Zou,想要证明如何将塑料网融入玻璃中,以防止其在遭受撞击时破碎。

塑料网可以有多坚固?一项研究表明可分散高达96%的冲击能量


这似乎是一个很简单的概念,但进一步思考就会发现,这个塑料网并不简单。


研究人员的设计灵感来自蜘蛛网及其惊人的特性。Gosselin教授解释说:“蜘蛛网能够抵抗昆虫与之相撞的冲击,这是因为蜘蛛网能够从分子层面上,在丝蛋白自身内部通过牺牲连接而变形。我们的方法受到了这种特性的启发。”


通过3D打印实现生物模拟


研究人员使用聚碳酸酯来实现他们的成果:加热时,聚碳酸酯会变得像蜂蜜一样粘稠。Gosselin教授的团队通过3D打印机,利用这种特性“编织”出一些厚度小于2毫米的纤维,然后重复这一过程,在整个网状物凝固之前,通过垂直、快速移动的方式打印一系列新的纤维。


事实证明,神奇的地方就在这个过程本身——这也是最终产品获得其关键特性的地方。


当它被3D打印机慢慢挤压成纤维时,熔融的塑料会形成一个圆圈,最终形成一连串的环状物。一旦硬化,这些环状物就变成了可被牺牲的连接,使纤维具有额外的强度。研究人员Gosselin解释说:“当撞击发生时,这些连接会吸收能量并断裂,以维持纤维的整体完整性,就像丝蛋白一样。”

塑料网可以有多坚固?一项研究表明可分散高达96%的冲击能量


在2015年发表的一篇文章中,Gosselin教授的团队展示了这些纤维制造背后的原理。最新的《细胞报告物理科学》文章揭示了这些纤维在交织成网状时的行为。


这项研究的主要作者Shibo Zou利用这个机会说明了当位于保护屏内时,这样的网是如何表现的。在把一系列的网嵌入透明树脂板后,他进行了冲击试验。结果呢?塑料晶片可分散高达96%的冲击能量而不会断裂。它们没有开裂,而是在某些地方变形,保持了晶片的整体完整性。


根据Gosselin教授的说法,这种受自然界启发的创新也许可以制造出一种新型的防弹玻璃,或者制造出更耐用的塑料保护智能手机屏幕。Gosselin教授指出:“它也可以作为飞机发动机的保护涂层,应用于航空领域。”

来源:网络,如侵删

评论列表

暂无评论

相关新闻换一换
文章
飓风来临,石油期货价格迎来上涨
文章
BP第三季度业绩超出预期,扭亏为盈
文章
巴西石油欣欣向荣,或免受新冠疫情影响?
文章
疫情过后,全球能源发展或将迎来大变革
文章
中国经济或成为全球贸易主要拉动力
推荐商机
HDPE黄透
出售HDPE黄透
上海
改性料
HDPE
黄透色
PET.PET棕透色
出售PET.PET棕透色
广东
抽粒料
其它再生颗粒
棕透
HIPS白度92,冲击10
出售HIPS白度92,冲击10
广东
抽粒料
HIPS
白色