科学家开发新型减震材料 坚固如金属但轻如泡沫

这种新材料的关键是所谓的液晶弹性体（LCEs）。这些是处于液态结晶阶段的弹性聚合物网络，使它们具有弹性和稳定性的有用组合。LCEs通常用于制造机器人的执行器和人工肌肉，但在新研究中，研究人员调查了这种材料吸收能量的能力。

该团队创造了由倾斜的LCE梁组成的材料，夹在坚硬的支撑结构之间。这个基本单元在材料上重复多层，因此它们在受到冲击时将以不同的速度弯曲，有效地消散能量。

在一系列的实验中，研究小组测试了这种材料在不同速度下对不同质量的冲击的承受能力如何。这些材料被重量在4至15磅（1.8至6.8公斤）之间的物体以高达22英里/小时（35.4公里/小时）的速度撞击，而且，肯定的是，它们能保持住。

也许毫不奇怪，这种材料在更多的结构层中表现得更好。例如，一个有四层的结构，其能量吸收密度几乎是单层结构的两倍。

虽然迄今为止这些材料仅在最高22英里/小时的冲击下进行了测试，但研究小组表示，它们应该也能吸收更高速度的撞击。

研究人员表示，这种材料可用于提高头盔、防弹衣、汽车保险杠以及车辆和飞机的其他部件的安全性，在保持轻质的同时有效地消散撞击的能量。

高级作者、机械工程系助理教授Sung Hoon Kang说：“我们对我们关于新材料的极端能量吸收能力的发现感到兴奋。这种材料提供了更多的保护，可以抵御广泛的冲击，但更轻的材料可以减少燃料消耗和车辆的环境影响，同时对防护装备的佩戴者来说更舒适。”

第一个使用案例将是头盔，因为该团队目前正在与一家公司合作，为运动员和军队设计和测试这种防护装备。

该研究发表在《先进材料》杂志上。