科学家研发新型减震泡沫罗致障碍才气是军用头盔内衬的 30 倍

  新闻资讯     |      2023-12-31 15:30

  IT之家 12 月 27 日动静,酌量职员今天斥地出由碳纳米管造成的新型轻质减震泡沫,将其行为头盔衬垫时

  正在运鼓动和中,创伤性脑毁伤 (TBI) 是久远性残疾和作古的紧要理由之一。毁伤统计数据显示,大无数脑波动(脑波动是一种亚型)都与斜向攻击相闭,斜向攻击使大脑受到线性和扭动弹才力的组合,并导致虚亏的脑构造剪切。

  威斯康星大学麦迪逊分校的酌量职员长远酌量 TBI,研发了笔直罗列的碳纳米管(VACNT)减震泡沫。

  这种新型资料由很多微米级的圆柱体组织构成,并笔直罗列成很多碳纳米管泡沫(VACNT)。酌量职员从纳米碳管发端,管子每层厚度惟有一个碳原子,将其举办多层堆叠后,酿成一种由碳组成的空心圆柱体,并对其做相闭于强度、能量招揽(SEA)和压力等方面的实验。

  目前的头盔内衬正在受到表力撞击流程后,紧要通过头部和头盔之间滑动运动来淘汰扭转运动,只是这种运动并不会耗散能量,假设经受高出鸿沟的气力阻滞之后就会卡住。

  VACNT 泡沫通过其特有的变形机造避免了这一毛病。正在压缩效用下,VACNT 会经过整体的依序渐进屈曲,从正在低剪切应变水准下填补温和性到正在高应变水准下填补刚度呼应。

  酿成的压缩扣全体打开,使 VACNT 泡沫可能经受较大的剪切应变,然后正在负载移除后收复到亲近初始状况减震。

  尝试中,他们采用了几种分另表厚度,对每个管内直径减震、管壁尺寸和每个碳管之间的隔断举办了一系列测试,这是一项不幼的职分。他们一共酌量了 60 种分另表组合,并对每个样本举办了三项测试,举办了 180 次尝试,共做出 180 个样本。

  正在测试这些样本关于表部攻击爆发的形变和收复的处境时,浮现 VACNT 泡沫的抗压强度(资料久远失效时的应力)比泛泛的泡沫资料要高得多,可能经受 80% 或更高的应力并险些全体收复。

  酌量职员正在测试的流程浮现,碳纳米管的管内直径正在 50 微米(μm)、管壁厚度正在 10 微米(μm)以下,且碳纳米管之间罗列越近时,所爆发的泡沫减震机能越佳,反之则越差。

  这项碳纳米管泡沫(VACNT)资料能量招揽力是美国部队运用高级战争头盔衬里运用的 Zorbium(聚氨酯)泡沫材质的 30 倍减震。

  目前,该酌量得到了美国水师和陆军酌量办公室的资帮。其它,军事行业协作伙伴、头盔造作商 Team Wendy 正正在试验头盔内衬原型的新资料,以酌量其正在实际场景中的实质机能。科学家研发新型减震泡沫罗致障碍才气是军用头盔内衬的 30 倍