近日，一组来自约翰霍普金斯大学极端材料研究所的研究人员开发了一种减震材料，这种材料比金属更坚固，但比金属轻。开发这种材料的研究人员认为，它可以用来制造轻便、坚固、可重复使用的防护设备。
目前在汽车保险杠和头盔等应用中使用的材料在高速下性能不佳，且大多是一次性使用的。研究小组发现，液晶弹性体（LCEs）是一种可重复使用且高能量吸收的材料，可以加入到军用装甲以及汽车和航空航天部件中，以提高其冲击吸收能力，让材料既有弹性又保持稳定。该研究小组在最近发表的一篇先进材料文章中提到了他们使用LCE开发轻质吸能材料而做的努力。
该材料由多层泡沫状聚合物构成
该团队使用了多层LCE，夹在更坚硬的支撑材料之间。该材料被设计为在受到冲击时以不同的速率弯曲，从而消耗能量。在测试中，这些材料在被重达4至15磅（1.8至6.8公斤）之间的物体，以高达每小时22英里（每小时35.4公里）的速度撞击后仍然保持良好。该团队相信，填充物可以安全地吸收更大的冲击力。
"我们对新材料极端能量吸收能力的发现感到兴奋，"一位资深作者，机械工程助理教授Sung Hoon Kang说。"这种材料提供了更多的保护，可以抵御各种冲击，而相对更轻的重量还可以减少燃料消耗和车辆的环境影响，同时为防护装备佩戴者提供更舒适的保护。
据了解，这项研究的灵感正是来自Kang对汽车保险杠如何吸收冲击力的研究，以及之前对吸收冲击能量的原材料的研究。为了解决当前吸能材料的挑战，研究小组通过测量其响应，研究了类似形式的LCE结构在各种冲击速度下的能量吸收行为。此外，他们还使用计算机模拟来帮助了解LCE材料行为和几何形状如何协同作用于能量吸收。
材料科学一直在提供新的创新。有些是为了创造更坚固的材料，而另一些则侧重于灵活性，可持续性，减轻重量或其他因素。研究人员表示，这种材料可用于多种用途，例如头盔，防弹衣，运动装备以及汽车和飞机零部件，它可以用来在减轻重量的同时更有效地消耗撞击产生的能量。
目前，Kang和研究小组正在探索与一家头盔公司合作，为运动员和军队设计、制造和测试下一代头盔。此外，该小组还在研究通过结合额外的能量吸收机制来进一步增加材料能量吸收的方法。目前，这项研究部分得到了陆军研究办公室和约翰霍普金斯大学怀廷工程学院启动基金的支持。
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