新型3D打印仿海螺殼材料可用于人體防護裝甲

新型3D打印仿海螺殼材料可用于人體防護裝甲

美國麻省理工學院的研究人員采用3D打印技術成功制造出了仿海螺殼工程材料，并進行了測試。

海螺殼內部結構獨特，包含3個不同層次，具有類似Z字形的矩陣，使微裂紋難以擴散，因而具有超強的耐用性和抗斷裂性，其韌性甚至可達珍珠層的10倍。但是，采用傳統方法很難仿制這種材料。3D打印技術的發展為仿海螺殼材料的制造提供了新的途徑。研究人員利用3D打印技術精確控制材料的內部結構，并對制造出的樣件進行了測試。為了測試海螺殼內部3種層次結構的性能，研究人員對具有不同層次結構的材料進行了調整，在材料的較高層級結構引入了更小長度尺寸特征，這與實際的海螺殼類似。經驗證，較低層次結構的材料性能比較高層次結構的材料性能差，其中包括天然海螺殼所固有的交叉層狀特征。經驗證，這種具有海螺形狀和十字交叉特征幾何結構的材料，其防裂紋擴展性能是目前最強基材的1.85倍，是傳統纖維復合材料的1.7倍。這一特性使得仿海螺殼材料非常適合用于制備抗沖擊防護頭盔或人體裝甲，并且3D打印技術的引入能夠更好地滿足用戶的個性化需求。 (胡曉睿)