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科技報導

以一種海洋軟體動物為靈感 3D打印出柔性防護鎧甲



據英國《自然·通訊》雜誌10日發表的一項材料學最新成果,科學家3D打印了一款全新合成聚合物鎧甲,這是用一種以海洋軟體動物石鱉的環帶為靈感的新型柔性鎧甲。通常意義上,鎧甲是古代將士穿在身上的防護裝備。

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圖為石鱉成排的礦化鱗片可以保護未受殼板覆蓋的部位。圖片來源:《自然·通訊》

但在現代社會實際操作中,很多高危領域依然需要類似這種安全程度比較高的護具。生物學一直是鎧甲設計的靈感來源,但靈活性卻永遠是鎧甲開發的一個主要問題。

生物學家們此前已知,海洋軟體動物石鱉的背部有較大的殼板,能起到保護作用。石鱉其實屬於一種原始類型的貝類,貝殼由8塊殼板以覆瓦狀排列組成,形狀有點像陸地上常見的潮蟲。但最特殊的地方在於,其貝殼周圍還有一圈外套膜,稱為環帶,因此它們有成排的礦化鱗片可以保護未受殼板覆蓋的部位。

此次,美國弗吉尼亞理工大學研究人員李凌(音譯)及其同事,分析了石鱉如何能在演化出自我保護機制的同時維持著一定的活動度。研究團隊利用多項技術研究了不同石鱉物種的礦化鱗片的結構和功能,隨後設計並3D打印了一款合成聚合物鎧甲,進一步分析了這些鱗片結構和功能。

在實驗中,研究團隊還演示了這種3D打印的柔性鎧甲可作為護膝,保護身體不被碎玻璃劃傷。

研究人員表示,雖然他們目前開發的鎧甲為塑料材質,但具有3D打印不同材料的潛力,意味著該研究提出的設計原理有望應用於其他功能性原型的設計。