德克萨斯农工大学和美国陆军发展司令部研究实验室的研究人员研发出一种混合泡沫材料，其能量吸收能力是传统衬垫的10倍。这项发表在《复合材料结构》期刊上的研究成果，利用一种名为“泡沫内增材制造”（IFAM）的技术，将普通泡沫与3D打印的塑料柱（称为支柱）结合在一起。
在德克萨斯农工大学穆罕默德·纳拉吉博士的实验室里，基础研究正在塑造下一代材料和技术。图片来源：艾比·托隆霍/德克萨斯农工大学市场营销与传播部
由德克萨斯农工大学的穆罕默德·纳拉吉博士和陆军研究实验室的埃里克·韦策尔博士领导的研究团队，致力于解决一个长期存在的工程难题。传统泡沫材料价格低廉，但其内部结构杂乱无章，限制了能量吸收效率；而工程化多孔材料结构更加有序，但价格昂贵且难以规模化生产。
IFAM工艺直接在传统的开孔泡沫中构建塑料支柱网络。“可以通过选择弹性体的直径、间距、角度和弹性模量来实现各种不同的性能，”韦策尔说道。在压缩过程中，泡沫可以防止支柱过早屈曲，而支柱则将力分散到周围的泡沫中。
这项技术目前的直接应用主要集中在军事领域，包括防弹头盔和防爆座椅垫。“能量吸收材料对陆军的诸多应用至关重要，”韦策尔说道。研究人员还在探索其在民用领域的应用，例如自行车头盔、摩托车装备、汽车安全部件和定制座椅垫。
除了冲击防护之外，该团队还在研究这种材料在噪声控制和声学应用方面的潜力。这种混合泡沫材料可以通过工程设计来抑制特定频率范围的噪声，不过纳拉吉指出，“声学应用方面仍处于早期研究阶段”。通过改变3D打印支柱的厚度和角度，可以调节材料的性能。
来源：stories.tamu.edu
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