約翰霍普金斯大學開發液晶彈性體減震材料 受六點八千克重物沖擊時速度仍可維持在三十五千米每小時

液晶彈性體

與非晶彈性體相比，液晶彈性體在能量耗散方面具有優異的性能，該材料還在多個頻率和寬泛的溫度范圍內，具有較高損耗因數。不僅如此，液晶彈性體還可在增加材料強度的同時，兼備減重功能。

近日，約翰霍普金斯大學研究團隊基于液晶彈性體的特性，發明了一種減震材料，在多領域實際應用中，該液晶彈性體材料的沖擊力耐性表現優異，在承受1.8千克～6.8千克重物的沖擊的情況下，速度仍可維持在35km/h。

據了解，該團隊所發明的減震材料在重量、硬度、重復使用性方面可以與金屬相媲美。

2022年2月6日，相關論文以《結構化液晶彈性體的協同能量吸收機制》為題發表在Advanced Materials上，由約翰霍普金斯大學機械工程系助理教授康成勛擔任通訊作者。

該研究揭示了液晶彈性體結構材料所擁有的速率依賴性能量吸收特性。其次，液晶彈性體材料的結構組成也比較獨特，主要由剛性支撐的雙穩態傾斜液晶彈性體梁重復單元組成。

液晶彈性體的粘彈性特性可以讓能量吸收隨著應變速率的增加呈冪指數關系，如果將液晶彈性體的介晶取向度和加載方向進行改變，就可以調節其能量吸收和應變速率之間冪指數的變化。

液晶彈性體吸收機械能原理圖

當應變速率為600s，單元電池尺寸高達5MJm能量吸收密度時，液晶彈性體的粘彈性比二甲基硅氧烷彈性體高2個數量級，同時與致密金屬表現出的不可逆塑性變形耗散相當。

康成勛對新材料極端能量吸收能力的發現感到興奮，他向媒體表示：“這種材料可以為設備提供更多的保護，免受外界多種因素沖擊。……