“超级泡沫”能量吸收能力达传统材料10倍
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2026-03-18 09:09:08
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美国得克萨斯州农工大学和陆军研究实验室科学家携手，将随处可见的普通泡沫与3D打印而成的弹性支柱巧妙融合，得到一种“超级泡沫”，能量吸收能力跃升至传统材料的10倍。这项创新成本低廉、轻便耐用，有望给国防、汽车、航空航天乃至消费品领域带来新材料。相关研究发表于新一期《复合材料结构》杂志。
这一成果始于一项名为“泡沫内增材制造”（IFAM）的精妙技术。泡沫本身拥有无数微小气室，依靠受压坍塌来耗散能量，但其内部结构随机混乱，效率受限。而工程蜂窝材料虽结构有序，却因成本高昂难以普及。IFAM技术打破了这一两难局面：它能在传统开孔泡沫骨架内，精确植入由弹性体构成的3D网络。这些支柱的直径、间距、角度均可调控，仿佛为泡沫注入可调谐的“骨骼”。
当压力来袭，泡沫与支柱便开始了默契的“合作”。起初，泡沫稳住支柱，防止其过早弯曲；随着压力增大，支柱将力量向外传递至泡沫，使载荷得以分散。这种协同作用，让由两者组成的“超级泡沫”能吸收远超单一材料的能量，承受更大冲击力。
这项技术有望在多个领域大显身手：在军事领域，它有望成为更强大的防护装备，从防弹头盔到防爆座垫，为士兵构筑起一道更安全的生命防线；它也能用于守护民众生活，自行车头盔、摩托车护具、汽车保险杠乃至儿童安全座椅，都能更从容地消解剧烈碰撞，从而变得更安全。
不仅如此，这种超级泡沫还有望成为噪音的屏蔽器。通过精确设计其内部结构，未来或能实现对特定频段噪音的精准抑制与消除。无论是飞机客舱的低沉轰鸣，还是住宅楼的尖锐噪音，都可能被它悄然吸收。虽然这一应用尚在探索初期，但已为开发声学新材料打开了一扇大门。（记者刘霞）
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