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美國(guó)得克薩斯州農(nóng)工大學(xué)和陸軍研究實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家攜手，將隨處可見(jiàn)的普通泡沫與3D打印而成的彈性支柱巧妙融合，得到一種“超級(jí)泡沫”，能量吸收能力躍升至傳統(tǒng)材料的10倍。這項(xiàng)創(chuàng)新成本低廉、輕便耐用，有望給國(guó)防、汽車(chē)、航空航天乃至消費(fèi)品領(lǐng)域帶來(lái)新材料。相關(guān)研究發(fā)表于新一期《復(fù)合材料結(jié)構(gòu)》雜志。

這一成果始于一項(xiàng)名為“泡沫內(nèi)增材制造”（IFAM）的精妙技術(shù)。泡沫本身?yè)碛袩o(wú)數(shù)微小氣室，依靠受壓坍塌來(lái)耗散能量，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨機(jī)混亂，效率受限。而工程蜂窩材料雖結(jié)構(gòu)有序，卻因成本高昂難以普及。IFAM技術(shù)打破了這一兩難局面：它能在傳統(tǒng)開(kāi)孔泡沫骨架內(nèi)，精確植入由彈性體構(gòu)成的3D網(wǎng)絡(luò)。這些支柱的直徑、間距、角度均可調(diào)控，仿佛為泡沫注入可調(diào)諧的“骨骼”。

當(dāng)壓力來(lái)襲，泡沫與支柱便開(kāi)始了默契的“合作”。起初，泡沫穩(wěn)住支柱，防止其過(guò)早彎曲；隨著壓力增大，支柱將力量向外傳遞至泡沫，使載荷得以分散。這種協(xié)同作用，讓由兩者組成的“超級(jí)泡沫”能吸收遠(yuǎn)超單一材料的能量，承受更大沖擊力。

這項(xiàng)技術(shù)有望在多個(gè)領(lǐng)域大顯身手：在軍事領(lǐng)域，它有望成為更強(qiáng)大的防護(hù)裝備，從防彈頭盔到防爆座墊，為士兵構(gòu)筑起一道更安全的生命防線；它也能用于守護(hù)民眾生活，自行車(chē)頭盔、摩托車(chē)護(hù)具、汽車(chē)保險(xiǎn)杠乃至兒童安全座椅，都能更從容地消解劇烈碰撞，從而變得更安全。

不僅如此，這種超級(jí)泡沫還有望成為噪音的屏蔽器。通過(guò)精確設(shè)計(jì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，未來(lái)或能實(shí)現(xiàn)對(duì)特定頻段噪音的精準(zhǔn)抑制與消除。無(wú)論是飛機(jī)客艙的低沉轟鳴，還是住宅樓的尖銳噪音，都可能被它悄然吸收。雖然這一應(yīng)用尚在探索初期，但已為開(kāi)發(fā)聲學(xué)新材料打開(kāi)了一扇大門(mén)。