约翰霍普金斯大学开发LCE减震材料,受6.8kg重物冲击时速度仍可维持在35km/h( 二 )


为了实现这一目标 , 该团队假设 , 可以通过分析速率相关的材料耗散机制 , 来增强建筑材料的能量吸收能力 , 使用高吸能液晶弹性体增加强度 。 同时减轻重量 , 进而将这些弹性体主要用于执行器和机器人技术 。
该团队发现 , 对于多层结构的单元细胞 , LCE 光束单位体积的能量吸收密度随着层数的增加而增加 , 在最高应变速率下 , 从单层结构到四层结构 , 减震效果提高了近 1 倍 。 研究表明 , 弹性结构材料的能量吸收密度与层数(堆积数)无关 。
为了进一步促进耗散机制和增强能量吸收 , 该团队引入了 LCE 光束厚度的空间分级 , 以保证不同层的顺序屈曲 , 从而使能量吸收密度随堆叠数的增多而增加 。 由于 LCE 材料的粘弹性行为和材料结构的突然屈曲之间具有相互协同作用 , 通过简单地叠加更多的层数和梁厚度分级 , 可以实现能量吸收的显著非线性增加 。
未来 , 该团队通过 LCE 开发的减震材料 , 有望在在汽车、军事防弹服和航空航天领域规模化商业化 。
另据悉 , 康成勋和他的团队正在与一家头盔公司合作探索商业化路线 , 其目的是为运动员和军队设计或制造、测试下一代新型头盔 。
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参考:
1.Seung-Yeol Jeon et al., Adv.Mater.(2022)
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202200272
https://phys.org/news/2022-03-shock-absorbing-material-stronger-lighter-safer.html
【约翰霍普金斯大学开发LCE减震材料,受6.8kg重物冲击时速度仍可维持在35km/h】约翰霍普金斯大学开发LCE减震材料,受6.8kg重物冲击时速度仍可维持在35km/h
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