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　　勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員運(yùn)用硅基油墨通過3D打印技術(shù)制造出了可編程設(shè)計(jì)的具有機(jī)械能量吸收特性的硅膠緩沖物質(zhì)。

　　像固體凝膠和多孔泡沫這樣的材料可以作為填充物和緩沖物，但它們都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。固體凝膠是有效的填充物質(zhì)，但其相對(duì)較重；凝膠性能還會(huì)受溫度的影響，另外由于其沒有孔隙結(jié)構(gòu)導(dǎo)致它只能在一個(gè)有限的范圍內(nèi)進(jìn)行壓縮。多孔泡沫則更輕、更易壓縮，但它們的性能并非始終如一，這是因?yàn)闊o法在泡沫生產(chǎn)過程中精確地控制孔隙（或氣泡）的大小、形狀和位置。

　　為了克服這些限制，勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）的一個(gè)由工程師和科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)找到一種方法——疊加式制造（3D打印技術(shù)），從微米尺度上設(shè)計(jì)和制造新型緩沖材料，這種方法很容易進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，制成的產(chǎn)品在性能上超出了材料物質(zhì)組成的限制。

　　該研究成果已經(jīng)作為一篇論文發(fā)表在《新型功能材料》雜志上了。

　　以工程師埃里克·多斯和科學(xué)家湯姆·威爾遜為首的利弗莫爾研究人員側(cè)重于利用硅基油墨印刷固化后形成類似橡膠的材料，來創(chuàng)造一種具有微架構(gòu)的緩沖物質(zhì)。在印刷過程中，油墨沉積堆疊成一連串的單層水平排列的細(xì)絲（可細(xì)如人的頭發(fā)）。第二層細(xì)絲是在與第一層相垂直的方向上排列的。然后就是不斷重復(fù)這個(gè)過程，直到其達(dá)到了我們所期望的高度和孔隙結(jié)構(gòu)。

　　LLNL（勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室）的研究人員構(gòu)造了兩種不同的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，一種是內(nèi)嵌堆疊結(jié)構(gòu)，而另一種是交錯(cuò)結(jié)構(gòu)（如圖所示）。當(dāng)這兩種結(jié)構(gòu)采用相同的組成材料進(jìn)行構(gòu)造，并且具有相同的孔隙度時(shí)，它們各自在壓力和切變力測(cè)試下的表現(xiàn)卻完全不同。疊層結(jié)構(gòu)在壓縮之后會(huì)變得更硬，并且在持續(xù)壓縮之后，會(huì)造成屈曲失穩(wěn)。交錯(cuò)結(jié)構(gòu)在壓縮后則變得更柔軟，在持續(xù)壓縮之后頂多也只會(huì)彎曲變形而已。疊層結(jié)構(gòu)的材料的構(gòu)成是堅(jiān)固的網(wǎng)格，這使得它面對(duì)壓力時(shí)會(huì)產(chǎn)生更大的阻力，而交錯(cuò)結(jié)構(gòu)在每條細(xì)絲之間會(huì)有空隙，這會(huì)使它面對(duì)壓力時(shí)產(chǎn)生相對(duì)較小的阻力。

　　在LLNL的工程師托德·威斯格伯的幫助下，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)能夠模擬和預(yù)測(cè)每種結(jié)構(gòu)體系在壓力和切變力下的性能表現(xiàn)。由于泡沫材料的無規(guī)則結(jié)構(gòu)導(dǎo)致這一技術(shù)將很難或不可能對(duì)其模擬和預(yù)測(cè)。

　　研發(fā)工程師兼主要?jiǎng)?chuàng)始人埃里克·多斯說“這種材料在超高分辨率的微觀尺度上達(dá)到規(guī)定的排列方式的能力是獨(dú)一無二的，它為業(yè)界提供了一個(gè)前所未有的制造規(guī)范水準(zhǔn)”。

　　研究人員設(shè)想將這些新的能量吸收材料應(yīng)用在更多方面，包括鞋子和頭盔的襯墊，精密儀器的防護(hù)材料，并且能夠應(yīng)用于航空航天儀器上用來抵抗和消除溫度劇烈波動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)帶來的不利影響。