屏幕不碎的新材料可以吸收高达96%的冲击能量

最近，蒙特利尔工程学院的一个研究小组在《细胞报告物理科学》杂志上发表了一项新的研究成果，称他们利用添加剂制造发明了一种新型复合材料。该材料可以吸收高达96%的冲击能量，并且材料不会断裂。这种材料的出现使得为智能手机生产更耐用的保护屏幕成为可能。

研究人员说，这种材料的设计灵感来自蜘蛛网及其惊人的特性。弗里德里希戈斯林教授说，蜘蛛网可以通过其丝蛋白内部分子水平的牺牲连接而变形，因此它们可以抵抗昆虫的冲击，正是这一特征启发了它们。

本研究的目的是展示如何将塑料网与玻璃面板结合，以防止面板在受到冲击时破裂。聚碳酸酯加热后会变得像蜂蜜一样稠。戈斯林教授的团队利用这一属性，使用3D打印机“编织”出一系列厚度小于2 mm的纤维，然后在整个网络固化之前快速垂直打印出一系列新纤维。

当3D打印机慢慢挤压打印材料形成纤维时，熔化的塑料会形成一个圆圈，最终形成一系列的环。一旦硬化，这些环就变成了牺牲连接，使纤维具有更大的强度。当碰撞发生时，这些牺牲连接吸收冲击能量并断裂，以保持纤维的整体完整性，类似于丝蛋白。”戈斯林教授解释道。

该研究的主要作者邹市波在透明树脂板中嵌入了一系列纤维网，然后进行了冲击试验。结果，这种晶片可以分散高达96%的冲击能量而不破裂，但仅在一些地方变形，从而保持晶片的整体完整性。

事实上，在2015年发表的一篇文章中，高斯林教授的团队展示了制造这些纤维的原理。这次发表的文章揭示了这些纤维缠绕成网时的行为。

戈斯林教授认为，除了智能手机屏幕之外，这种材料还可以用于制造新的防弹玻璃和飞机发动机保护涂层。