【复材资讯】30倍汲取攻击才气新型碳纳米管减震泡沫

  新闻资讯     |      2024-01-04 05:09

  指日,商量职员开辟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,摄取冲锋的才干是美国目前戎行作战头盔内衬塑料泡沫的 30 倍。

  正在运启发和中,创伤性脑毁伤 (TBI) 是永远性残疾和去世的合键来源之一减震。毁伤统计数据显示,大无数脑波动(脑波动是一种亚型)都与斜向冲锋相合,斜向冲锋使大脑受到线性和挽救动才干的组合,并导致软弱的脑结构剪切。

  威斯康星大学麦迪逊分校的商量职员长远商量TBI减震,研发了笔直陈列的碳纳米管(VACNT)减震泡沫。

  这种新型原料由很多微米级的圆柱体布局构成,并笔直陈列成很多碳纳米管泡沫(VACNT)。商量职员从纳米碳管先河,管子每层厚度唯有一个碳原子,将其实行多层堆叠后,变成一种由碳组成的空心圆柱体,并对其做相合于强度减震、能量摄取(SEA)和压力等方面的考试。

  目前的头盔内衬正在受到表力撞击进程后,合键通过头部和头盔之间滑动运动来削减挽救运动,只是这种运动并不会耗散能量,假使继承超过鸿沟的力气阻滞之后就会卡住。

  VACNT 泡沫通过其特有的变形机造避免了这一坏处。正在压缩用意下,VACNT 会资历团体的依次渐进屈曲,从正在低剪切应变秤谌下添补和婉性到正在高应变秤谌下添补刚度相应。

  变成的压缩扣完整张开,使 VACNT 泡沫可能继承较大的剪切应变,然后正在负载移除后光复到亲近初始形态。

  尝试中,他们采用了几种差异的厚度,对每个管内直径、管壁尺寸和每个碳管之间的隔绝实行了一系列测试,这是一项不幼的使命。他们一共商量了 60 种差异的组合,并对每个样本实行了三项测试,实行了 180 次尝试,共做出 180 个样本。

  正在测试这些样本看待表部冲锋爆发的形变和光复的状态时,涌现 VACNT 泡沫的抗压强度(原料永远失效时的应力)比通俗的泡沫原料要高得多,可能继承 80% 或更高的应力并险些完整光复。

  商量职员正在测试的进程涌现,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,且碳纳米管之间陈列越近时,所爆发的泡沫减震功能越佳减震,反之则越差减震。

  这项碳纳米管泡沫(VACNT)原料能量摄取力是美国戎行操纵高级战争头盔衬里操纵的 Zorbium(聚氨酯)泡沫材质的 30 倍。

  目前,该商量取得了美国水师和陆军商量办公室的资帮。其余,军事行业团结伙伴、头盔筑设商 Team Wendy 正正在试验头盔内衬原型的新原料,以商量其正在实际场景中的实质功能。【复材资讯】30倍汲取攻击才气新型碳纳米管减震泡沫