新型头盔 更好防护

来源:细胞出版集团

美国研究人员已经开发出一种弹性微网格垫，能够承受一次冲击和一系列冲击，优于目前用于橄榄球头盔的最先进的泡沫材料。相关论文发表在11月27日的《材料》上。研究人员表示，这种材料可能为制造具有更好防撞效果的头盔铺平道路，从而更有效地保护足球运动员和其他运动员免受反复头部撞击造成的脑损伤。

战斗和美式足球中使用的头盔都需要冲击吸收材料来保护自己免受持续冲击，但是科学家们仍然很难设计出能够在不影响体积、质量或成本的情况下保持长时间有效的材料。尽管头盔泡沫在过去几十年中不断发展，但进展相对有限。

"我们的技术可以完全改变足球、棒球、自行车和摩托车头盔，以更好地保护佩戴者."领导这项研究的加州大学圣巴巴拉分校的材料科学家Eric Clough说。

这种基于光敏聚合物的微点阵材料类似于埃菲尔铁塔的铸铁设计:它很坚固，但允许空气通过，这一特点使运动员的头部比现有头盔更凉爽。这种结构也使材料可以调整，因此工程师可以通过调整其组件轻松调整材料，以吸收不同级别和类型的冲击。

为了测试新材料和传统泡沫效果之间的差异，研究人员首先用双砧装置模拟了冲击效果。他们还将这种材料应用到头盔衬垫上，并根据美国陆军高级战斗头盔测试规范对其进行测试，以观察其承受反复连续打击的能力。

结果表明，与目前最有效的泡沫聚苯乙烯泡沫相比，团队性能最好的微点阵材料一次冲击能吸收27%的能量，多次冲击能吸收48%的能量，在下次冲击中能保持完整，而不是不可逆弯曲。

研究人员下一步计划研究这种材料在军事头部保护中的应用。然而，克拉夫警告说，这种材料不是一种“神奇的子弹”，不能保护使用者免受所有头部伤害。“人们不应该想当然地认为，借助新头盔，他们可以完全不受伤害，也不应该试图测试产品的极限，以免不必要地危及自己。”即使一个好的头盔也不能总是保护你免受任何伤害。”他说。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.matt.2019.10.004