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中国科大龚兴龙教授团队《Adv. Funct. Mater.》:剪切变硬胶基智能材料仿生设计策略助力可变刚度半主动个人防护

高分子科技  · 公众号  · 化学  · 2024-10-26 09:36

主要观点总结

中国科学技术大学龚兴龙教授团队研发了一种仿珍珠层剪切变硬胶基智能材料,该材料具有抗冲击和光热诱导的可变刚度能力。这种材料在应对复杂环境时具有形状可编程性,可根据外部刺激调整机械性能。其应用于个人防护领域,为半主动个人防护提供了可行的解决方案。

关键观点总结

关键观点1: 仿珍珠层剪切变硬胶基智能材料的研发

这种材料通过刚柔并济的设计策略,克服了现有材料刚度唯一的局限性,同时具备抗冲击和光热诱导的可变刚度能力。它在应对复杂环境时具有形状可编程性,可以根据外部刺激调整机械性能。

关键观点2: 智能材料的光热诱导性能

智能材料在光热作用下,其储能模量会发生变化,从而实现软化,适应不同的器件表面。这一性能使得智能材料能够根据环境条件和防护需求进行调整,提供高效、可靠的防护策略。

关键观点3: 智能材料的力学行为研究

智能材料由于剪切变硬胶的引入,展现出率增强的力学性能。其拉伸和弯曲应力随着加载应变率的增加而显著增加,同时在抗冲和缓冲方面表现出色,进一步增强了个人防护性能。

关键观点4: 智能材料在个人防护领域的应用

智能材料能够根据个人防护需求,通过形状编程功能贴附于人体,实现个性化防护。当需要更换防护位置时,装备仅需通过光照软化并设计为不同构型,以适应人体不同部位的需求。


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点击上方 “ 蓝字 ” 一键订阅 在体育运动、医疗保健和军事防护等领域,冲击伤害的高发率催生了对于先进抗冲击材料的迫切需求。尽管传统刚性材料能够提供有效的防护,但新型仿生材料借鉴了大自然中的结构,如经过自然选择形成的珍珠层结构,为防护提供了新的可能性。这些模仿珍珠层结构的复合材料在抗冲击方面表现出色,但在动能吸收方面仍存在局限性,且往往影响灵活性和舒适性。值得注意的是,柔性材料在确保穿戴者舒适度的同时,并不限制人体运动。然而,这类材料在承受高冲击负载方面仍显不足。此外,传统软质和硬质防护材料的机械性能在设计完成时已经固定,难以适应复杂工况中的各种条件。 鉴于此, 中国科学技术大学龚兴龙教授团队 研发出一种仿珍珠层剪切变硬胶基智能材料 。 这种材料 通过 刚柔并济的设计策略 ………………………………

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