不知道您是否注意到,很多最好的產品設計和技術都會或多或少地與仿生學扯上點關系——這是一種很有效的創新策略:“通過模仿大自然經過漫長時間考驗的模式,尋求可持續解決人類面臨的挑戰的方案。”
機械工程師Stephan Rudykh領導的,由Technion-Israel技術研究所和麻省理工學院研究人員組成的團隊也采用了同樣的策略。這個研究團隊的使命是開發一種防彈衣,這種防彈衣盡可能地輕柔,不會影響士兵的活動,卻仍然能夠有效地阻擋子彈和彈片。他們設計靈感的來源是魚鱗的結構,而3D打印則能夠幫助他們充分地驗證自己的想法。
“很多魚類都是相當柔軟的,但是堅硬的鱗片給了它們足夠的保護。”Rudykh說。“根據從大自然獲得的靈感,我們試圖通過將兩層材料結合來復制這種結構——一層是柔軟的,處于底部;而另一層則由是鱗片狀的護甲,被放置在外部。”
此前,美國東北大學工程學院的科學家Ranajay Ghosh做過類似的3D打印魚鱗狀防彈衣的嘗試。使用Objet Eden 333 3D打印機,Ghosh和他的團隊成功地使用ABS塑料打印出鱗狀的外層,并用VPS硅膠作為柔軟的襯底。 他們發現,這種結構既不損害運動的靈活性,又能阻礙鈍器擊打。
而現在,Rudykh和他在MIT的團隊獲得了來自美國軍隊士兵納米技術項目的財政支持,以進一步把這些魚鱗鎧甲的靈感變成可實實在在穿在戰場上士兵身上的防彈衣,而不是在安全的實驗室環境中測試的概念產品。
除了可以根據每個人的特點進行定制,這種裝甲結合還能根據士兵在不同條件下的需求進行微調。具有軍事歷史知識的人都知道,其實魚鱗戰甲并不是一個很新的概念,但是那個時候的盔甲最大的缺陷就是太重了,一般都是金屬制成的,給穿著它的人帶來很大的負擔。
“這項工作是建立在材料性能革命的擠出上的。”Rudykh補充說。“一旦我們能夠控制材料的圍觀屬性,通過3D打印,我們就可以創建出完全不同類型的材料,每種材料都能夠根據穿用者的需要和外部環境進行調整。”
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