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“软猬甲”从武侠走进现实!

2021-12-29

海外星云 2021年15期
王一凡展示“链甲”智能织物

武侠小说中的“软猬甲”采用金丝和千年滕枝混合编织,不但能“防身”刀枪不入还能保暖。最近,科学家将武侠小说中的“软猬甲”带进了现实。

新加坡南洋理工大学王一凡教授和加州理工学院基亚拉·达拉约教授团队研发了一种轻薄、安全、价格低的“链甲”智能织物。这种面料是空心八面体联结、由3D打印而成,通过气压调节,可实现0.1秒内柔软和坚硬状态的自由切换。

“链甲”智能织物在柔软状态下的撞击测试

以往在智能可穿戴材料领域的研究重点在电子器件,比如智能穿戴材料或柔性电子中合成先进的传感器,但注重在改变可穿戴材料力学性能的研究非常少。

据了解,其主要困难是制造可穿戴材料的同时,还需要保证材料的力学性能可快速变化。比如,从柔软的状态改变到坚硬的状态,比较常用的方法是通过改变温度的方式达到材料的相变。

但是,大幅度温度的变化未必适用于人体穿戴,因为人的皮肤所能承受的温度范围有限。并且,改变温度的材料转变速度通常较慢,把材料加热需要几十秒甚至几分钟,冷却下来则会更慢。

此外,还有通过磁性或介电性材料,加上很强的磁场或电场来改变材料的刚度的相关研究。这种方法面临的问题是,应用在穿戴的材料需要可产生强大电场或磁场的设备。但这种设备体积和重量大,且电场有安全的风险,并不适合人们日常的穿戴和使用。

所以,在制造可改变刚度的智能穿戴材料领域,之前遇到了较多的困难。……

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