萊斯大學(xué)科學(xué)家利用3D打印打造出聚合物防彈立方體

來源：環(huán)球網(wǎng)

據(jù)了解，近日，萊斯大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)打造出了一種具備某種防備能力的特殊結(jié)構(gòu)。據(jù)悉，該團(tuán)隊(duì)通過3D打印技術(shù)打造了一個(gè)的格子狀聚合物立方體，雖然它看起來“千瘡百孔”但實(shí)際上它被證明幾乎能夠跟鉆石一般堅(jiān)硬，其能有效地阻擋子彈。

據(jù)了解，這種實(shí)驗(yàn)性材料的起點(diǎn)是tubulane。這種最早于1993年被設(shè)想出來的材料是一種由交聯(lián)碳納米管組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，根據(jù)計(jì)算，該結(jié)構(gòu)具備令人難以置信的強(qiáng)度?，F(xiàn)在，得益于3D打印技術(shù)，除了強(qiáng)度它還附加了一些有趣的可能性。

研究論文首席作者Seyed Mohammad Sajadi說道：“有許多理論體系是人們無法綜合的。它們當(dāng)中仍不切實(shí)際且難以捉摸。但有了3D打印，我們則能利用預(yù)測(cè)的機(jī)械性能，因?yàn)樗鼈兪峭負(fù)浣Y(jié)構(gòu)而非尺寸帶來的結(jié)果。”

據(jù)悉，萊斯大學(xué)的工程師們利用tubulane背后的理論，通過計(jì)算機(jī)模擬軟件制造出不同種類的方塊然后再用3D打印的聚合物版來觀察其表現(xiàn)。

這些放大的格子狀結(jié)構(gòu)的性能跟由相同聚合物材料制成的實(shí)心立方體一起接受了測(cè)試，而結(jié)果令人鼓舞。當(dāng)研究小組讓子彈以每秒5.8公里的速度掃射這些結(jié)構(gòu)的時(shí)候，結(jié)果顯示，其在吸收沖擊方面的效率要比普通立方體高出10倍。

“子彈卡在了結(jié)構(gòu)的第二層，”Sajadi介紹稱，“但在實(shí)心方塊中，裂紋卻擴(kuò)展到了整個(gè)結(jié)構(gòu)?！?br />

研究小組還在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)這種材料進(jìn)行了壓力測(cè)試，結(jié)果再次顯示出了這種特殊結(jié)構(gòu)的驚人耐用性，其在重壓下不會(huì)開裂，反而會(huì)自行崩塌并吸收壓力。

根據(jù)Sajadi的說法，受tubulane啟發(fā)的結(jié)構(gòu)其尺寸只受到3D打印機(jī)的尺寸的限制，并且利用金屬、陶瓷和聚合物制成的不同版本則可以帶來各種各樣的不同用途?，F(xiàn)在，該團(tuán)隊(duì)正在努力進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)而使其將能應(yīng)用到土木工程、航空航天、石油和天然氣生產(chǎn)等領(lǐng)域。

“這些3D打印結(jié)構(gòu)的抗沖擊能力讓它們獨(dú)樹一幟，”研究論文合著者Peter Boul說道。

目前，這項(xiàng)研究論文已發(fā)表在《Small》期刊上。