新型3D打印仿海螺壳材料可用于人体防护装甲

新型3D打印仿海螺壳材料可用于人体防护装甲

美国麻省理工学院的研究人员采用3D打印技术成功制造出了仿海螺壳工程材料，并进行了测试。

海螺壳内部结构独特，包含3个不同层次，具有类似Z字形的矩阵，使微裂纹难以扩散，因而具有超强的耐用性和抗断裂性，其韧性甚至可达珍珠层的10倍。但是，采用传统方法很难仿制这种材料。3D打印技术的发展为仿海螺壳材料的制造提供了新的途径。研究人员利用3D打印技术精确控制材料的内部结构，并对制造出的样件进行了测试。为了测试海螺壳内部3种层次结构的性能，研究人员对具有不同层次结构的材料进行了调整，在材料的较高层级结构引入了更小长度尺寸特征，这与实际的海螺壳类似。经验证，较低层次结构的材料性能比较高层次结构的材料性能差，其中包括天然海螺壳所固有的交叉层状特征。经验证，这种具有海螺形状和十字交叉特征几何结构的材料，其防裂纹扩展性能是目前最强基材的1.85倍，是传统纤维复合材料的1.7倍。这一特性使得仿海螺壳材料非常适合用于制备抗冲击防护头盔或人体装甲，并且3D打印技术的引入能够更好地满足用户的个性化需求。 (胡晓睿)