從柚子皮和魚鱗中獲得靈感

寶馬研發出安全防護新材料,可用於制造頭盔等保護裝置

2017年07月11日08:36  來源:南方日報
 
原標題:寶馬研發出 安全防護新材料

一個柚子能夠帶來什麼啟迪?近期,寶馬研究人員及其合作伙伴給出了答案。寶馬集團主導的仿生學研究項目BISS(Bio-Inspired Safety System)取得新成果。研究人員花費3年時間,從大自然獲得靈感,研制出更輕便、堅韌且穩定的新型材料,其保護性能提升了20%,可用於制造防護服、頭盔等保護裝置。

仿生學是研究生物系統的結構和性質,為工程技術提供新的設計思想及工作原理的科學。仿生學對汽車的發展起到了巨大的推動作用。以寶馬集團為例,其研究人員曾借鑒馬的骨骼結構,研制出輕質的車身結構﹔也曾模擬海豚和企鵝的身材,打造BMW H2R氫燃料概念車的流線外形,實現了極低的風阻系數。

此次,研究人員把目光投向了柚子。他們注意到,柚子即使從高處墜落也不會摔裂,果肉也幾乎不會受到損傷。這是因為呈蜂窩狀的柚子皮具有很好的抗沖擊性,而且本身自重很輕,相當於自帶減震效果。除了柚子,魚類和爬行動物的鱗片也引起了研究人員的興趣,層層交疊排列的鱗片可以將外力分散至周圍的鱗片,因此異常堅固,可以起到很好的保護作用。

記者了解到,柚子皮的結構在材料學中被稱為“拉脹材料”,其應對壓力的方式與傳統材料完全不同:在壓力點之下,傳統材料會塌陷和變薄,而“拉脹材料”則會更快地壓縮和硬化。在BISS項目中,研究人員根據“拉脹材料”的原理結構,改進了目前纖維復合材料中的分層結構和纖維走向,生產出具有出色保護效果的新材料,性能提升高達20%。

相關負責人表示,這種創新仿生學材料未來可以應用於很多領域,以寶馬集團為例,這種新材料將制成更符合人體工程學原理的手套和防護服,更好地保護總裝線上的工人免受尖銳車身部件的傷害。新材料的輕質和透氣則可以讓工人活動自如。

此外,寶馬摩托車的頭盔未來也可能採用這種材料,用新材料制成的頭盔重量比市場上的傳統產品要輕便許多,卻可以提供相同等級的保護。

新材料的應用范圍還不止此,體育用品制造商未來或將該材料用於籃球和足球運動員的防護服、滑雪和自行車運動的頭盔和更多保護性的運動裝備。(記者 蘇梓威 實習生 劉璐)

(責編:劉若馨(實習生)、張希)