水也能防彈?麻省理工:一種含水90%的材料可做防彈衣!
當你面對窮凶極惡的歹徒,一刀向你刺來的時候,當你保家衛國走上戰場,子彈橫飛的時候,你一定希望身上能有一件刀槍不入的衣服,替你抵擋人世間的一切邪惡。事實上這種衣服早已存在,從古代的鎧甲到現代的凱夫拉防彈衣,只是都太過沉重,穿戴起來行動殊為不便。
不過最近,美國麻省理工學院的一項研究表明,未來我們或許可以用一種柔軟而有彈性,90%都是水的材料來製造防彈衣,讓你在任何時候都行動自如,時刻保護自己的生命不受到傷害。
領導這項研究的是麻省理工學院機械工程系助理教授郭明,哈佛大學的科學家也參與了這項研究。郭教授是在吃美國龍蝦的時候發現這種材料的,他偶然吃到龍蝦腹部的半透明膜,發現怎麼咀嚼也難以咬碎。郭教授立刻對此產生了極大興趣,並聯想到了甲殼類動物的外骨骼,它們用堅固的外部盔甲來武裝自己的身體,為什麼經常在海底刮擦的腹部不會被拉豁呢?
進一步的研究表明,龍蝦腹部的半透明膜具有獨特的結構,其柔性部分是天然的水凝膠,90%的成分都是水,具有極高的韌性——高達24.98MJ/m3,極高的強度——高達23.36MPa。最關鍵的是,這種膜對撕裂和刮擦都極不敏感,所以龍蝦同學在地球上生存了一億多年,到現在都還鶯歌燕舞,嗨遍全世界!
研究人員對龍蝦的膜進行了各種測試,並進行大規模計算機建模,發現這種膜具有獨特的多層結構,通過幾丁質纖維的有序排列——相當於在膠合板的厚度內集成了數萬層的纖維,實現了在斷裂過程中耗散能量的重要作用,使這種膜具有極強的韌性和耐損傷性。
簡直太好了!研究人員認為,通過研究美國龍蝦這種覆蓋關節和腹部的軟膜,可以幫助我們開發具有驚人柔性的人體鎧甲,在不犧牲肢體活動能力的情況下,提供全身的高強度保護。或許在未來的太空及外星球活動中,用這種膜製成的太空服,也會為保護人類生命發揮重要的作用。
這項研究發表在最近的《材料學報》雜誌上。
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