可軟硬切換！3D打印將“軟猬甲”變?yōu)楝F(xiàn)實

來源：科技日報

武俠小說中，“軟猬甲”用金絲和千年藤枝混編而成，刀槍不入，可防內(nèi)家拳掌，可謂堅固柔軟輕便又保暖。而英國《自然》雜志11日發(fā)表的一項材料學(xué)最新研究中，就描述了科學(xué)家研發(fā)的一種仿“鎖子甲”（鏈甲）高科技面料，該面料能從柔軟、可彎曲的狀態(tài)變成堅硬的狀態(tài)，實現(xiàn)強(qiáng)載重，之后還能再從堅硬的狀態(tài)變回去。這種材質(zhì)將能用于各種機(jī)器人和醫(yī)療場景，預(yù)示著可重構(gòu)穿戴式結(jié)構(gòu)的光明前景。

被黃蓉一穿成名的“軟猬甲”是桃花島的鎮(zhèn)島之寶，刀劍拳掌都不能損其分毫。這種特殊的材料原本只存在于小說之中，不過借助智能科技面料，其有了實現(xiàn)的可能。普通面料和織物的特性，通常是由材質(zhì)的天然特性和編織結(jié)構(gòu)共同決定的；而智能面料則是指具有適應(yīng)性的材質(zhì)，比如可根據(jù)外在刺激發(fā)生改變的材質(zhì)。

美國加州理工學(xué)院研究人員切阿拉·達(dá)拉里奧及其同事，此次設(shè)計了一種由3D打印的聚合物元素（而非織物）聯(lián)鎖而成的面料，這種面料能在柔軟和堅硬的形狀間逐漸切換。

當(dāng)處于天然狀態(tài)時，這種面料易彎折，能披掛在復(fù)雜物體表面。處于壓縮狀態(tài)時，面料的聯(lián)鎖顆粒會擠在一起，堅硬度是松散狀態(tài)下的25倍左右。最后得到的結(jié)構(gòu)其最大載重量為自身重量的30倍以上。研究人員認(rèn)為，未來的可重構(gòu)面料需要貼合人體，或是能在形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)后固定住，而此次這種3D打印“軟猬甲”的新特性，預(yù)示了穿戴式可重構(gòu)結(jié)構(gòu)的光明前景。

在論文隨附的新聞與觀點文章中，法國格勒諾布爾-阿爾卑斯大學(xué)研究人員拉倫特·奧吉斯寫道，這種材料有望用于制造“面向生物醫(yī)學(xué)、運(yùn)動或軍事應(yīng)用的外骨骼”，或是搭建臨時性避難所等。

論文原文： https://doi.org/10.1038/d41586-021-02116-2