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现代技术铸就“武林高手” 3D打印制作“软猬宝甲”

  金庸的武侠小说《射雕英雄传》中曾经出现过这样一件宝物,它柔软轻便可以贴身穿着,却又刀枪不入可以抵御外部攻击,这件宝物便是“软猬甲”。尽管书中对于软猬甲的制作工艺有着细致的描述,但无奈“童话里都是骗人的”,从科学的眼光来看,想要用金丝和千年藤枝混编出一件能够实现软硬切换的贴身护具几乎是一项不可能完成的任务。
 
  不过,用金丝和藤枝做不到,不意味着现代技术无法实现。借助目前的材料学技术,想要获得一件遇“压”则强的“软猬宝甲”并非天方夜谭。
 
  就在昨日,英国《自然》杂志发表了一项材料学的全新研究成果。报道中提到,科学家通过模仿“链甲”的结构特点,以聚合物元素为材料,借助3D打印技术,研发出了一种能够实现在柔软、可弯曲的状态与坚硬、强载重状态自由切换的智能科技面料。
 
  通常来说,传统纺织物的特性是由材料的天然特性以及编制结构决定的,生产出来之后就基本无法改变,但是这种智能科技面料通过特殊的结构设计,让材料可以实现根据外在刺激改变自身材质特性的目的。
 
  这种布料处于天然状态时,可以自由弯折,轻松地贴合在复杂物体表面。但是当它受到压力之后,原本布料中松散的联锁颗粒会被压缩在一起,布料也会因此变得非常坚固。科学家还对其进行了测试,得到的数据是压缩后面料的坚硬程度会提升至原本的25倍左右,而将压缩后的面料悬空放置可以支撑自身重量30倍以上的物体。当然,这种通过3D打印的“软猬甲”目前还存在一些需要解决的问题,例如如何进一步地提升贴合性,以及在布料内部形成复杂结构后如何固定住结构。
 
  智能科技面料成功打破了我们对于面料认知,而它的使用场景,也不仅仅是让我们成为“武林高手”那么简单。从实用性的角度来看,除了服饰以外,它还有许多其他的价值。例如用于生产生物医学、运动或军事应用的外骨骼,用于设计能够像帐篷一样实现便携快装的临时性避难所。
 
  而更重要的一点是,这种仿“链甲”的智能面料为“可重构结构材料”这一技术方向,提供了全新的思路。可重构,指的是通过调整,使对象的结构功能实行变化来适应其他的目的。这个概念起初被用在管理学和信息技术领域,但近年来逐渐被材料学、计算机科学等其他领域所使用。
 
  相信,随着生产技术的进步以及材料学的发展,人们对于物质材料的了解会继续向着微观细致的方向发展,而未来可能会有越来越多的材料能够实现微观结构的重构,新材料的运用场景也会因此不断扩大。