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2020/11

碎屏或成往事：新型3D打印塑料网可承受96%冲击能量而不破裂

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蒙特利尔理工学院的一支研究团队，已经通过增材制造技术理念，设计出了一种可吸收高达 96% 冲击能量、而不会断裂的新型聚碳酸酯织物。尽管早期研究的示例相对简单，但该校机械工程系的 Frédérick Gosselin 和 Daniel Therriault 教授、以及博士生 Shibo Zhou，还是展示了其在防止玻璃板遭受冲击破碎的美好前景。

新型聚碳酸酯纤维网可吸收高达 96% 的冲击能量（来自：Shibo Zhou）

由发表在《Cell Reports Physical Science》杂志上的文章可知，新技术为制造坚实耐用的塑料防护套铺平了道路。如果你自己思考的话，就会知道这种塑料网其实并不简单。

有趣的是，这项研究受到了蜘蛛网及其惊人性能的启发。Gosselin 教授解释称：“通过分子级的丝蛋白内部形变，蜘蛛网可以抵抗昆虫碰撞的影响”。

在借鉴大自然（仿生）的同时，研究团队还动用了 3D 打印技术。首先需要对聚碳酸酯进行加热，让它变得像蜂蜜一样粘稠。

然后让 3D 打印机充分调动这项特性，“编制”打印出一系列小于 2mm 的纤维，最终通过垂直打印一系列新的纤维（快速移动重复该过程）来实现整个网面的固化。

知得一提的是，当 3D 打印机将聚碳酸酯缓慢挤出以形成纤维时，熔融的塑料会形成一系列圆环。而在变硬之后，它们又可赋予纤维以额外的强度。

当发生撞击时，这些纤维会主动承受冲击能量造成的破坏，像蛛丝蛋白那样“牺牲小我”以保护整体完整性。

其实早在 2015 年的一篇文章中，Gosselin 教授就已经带队在一篇论文中演示了这些纤维的远离。不过最新的《Cell Reports Physical Science》文章，进一步揭示了其缠结成网的行为。

展望未来，这项技术有望帮助电子设备实现更好的屏幕跌落 / 冲击防护效果。在模拟实验中，可知塑料片能够分散高达 96% 的冲击能量而不会破裂。

此外通过部分主动承受形变来保持整体结构的完整性，未来我们或许还可造出更加新颖的防弹玻璃、或者用于飞机引擎的保护涂层。

（本文来源：cnBeta， 如需转载，请注明原出处。）