科学家发明可"超强吸震"的泡沫含有大量的碳纳米管

2022-12-03 05:29:22 来源：cnBeta

(资料图)

碳纳米管已经在从心率监测衬衫到智能绷带再到更高效的太阳能电池等各个方面找到了用途。现在，威斯康星大学麦迪逊分校的科学家们将其用于头盔内衬泡沫，该泡沫比传统泡沫提供更好的冲击保护。首先，什么是碳纳米管？简单地说，它是一片被卷成管状的石墨烯。什么是石墨烯呢？它是一种由碳原子组成的一原子厚的材料，这些碳原子以蜂窝状模式连接在一起。

在各种类似的常用材料中，石墨烯是所有已知最坚固的。新的轻质"超冲击吸收"头盔内衬泡沫由许多微米级的空心圆柱结构组成，其壁由碳纳米管组成。圆柱体相对于彼此垂直排列，加上构成其壁的纳米管也是垂直排列。

显微镜图像显示了泡沫的圆柱体，其壁是由碳纳米管制成的

泡沫的吸震质量在很大程度上受到诸如圆柱体的内径、其壁厚和相邻圆柱体之间的间隙大小等因素的影响。在对这些参数的60种不同组合进行实验后，研究人员得出了一种效果最好的配置。据称，所产生的泡沫比目前美国军事战斗头盔中使用的泡沫表现出18倍的特定能量吸收，而且它更强大、更坚硬。作为一个额外的好处，这种材料即使在非常高和非常低的温度下也能保持这些品质。

科学家们现在正与头盔制造商温迪团队合作，在真实世界的情况下测试由这种泡沫制成的头盔衬垫原型。

首席科学家Ramathasan Thevamaran教授说："这种新材料具有巨大的能量吸收潜力，从而减轻了冲击，这反过来应该大大降低脑损伤的可能性。"

这项研究在最近发表于《极限力学通讯》杂志的一篇论文中进行了描述。

关键词： 2019未来科学大奖威斯康星州威斯康星大学