作者是密歇根州立大学的艾米莉·洛迪奇 纳米泡沫材料的电子显微图像
每个孔的直径为10纳米
信用:陆 密歇根州立大学的一名研究人员称，正在接受测试的液态纳米泡沫衬垫可以延长橄榄球头盔的安全使用时间
土木与环境工程系助理教授卢说，当头盔承受的冲击力足以让佩戴头盔的玩家产生脑震荡时，头盔的安全性能就会受到影响，导致设备无法安全使用
卢一直在测试一种可以改变这种情况的液态纳米泡沫材料，这项研究于10月15日发表
13发表在《美国科学院院刊》上
这种材料充满了微小的纳米孔
“孔径在2到200纳米之间，这就产生了很大的表面积，”卢说
“MSU斯巴达体育场的整个区域可以折叠成一克纳米泡沫
" 通常，这种材料是刚性的，添加液体会填充这些孔
为了解决这个问题，卢和他的团队在纳米孔上涂了一层疏水或防水的硅层，硅层由有机甲硅烷基链制成，防止液体被材料吸收
结果，纳米泡沫材料内部的盐水液体在冲击过程中被加压
在撞击过程中，加压水充满纳米孔
信用:陆 “当压力达到安全阈值时，离子和水被迫进入纳米孔，使材料可变形，从而得到有效保护
此外，这种类似液体的材料足够柔韧，可以形成任何形状，”他说
“头盔基本上是一种形状，但液态纳米泡沫材料可以被制成适合一个人特定的头部形状或轮廓
" 在早期的实验室测试中，陆和他的团队比较了八英寸的液体纳米泡沫衬垫和传统头盔中使用的四分之三英寸的固体泡沫衬垫
这两种材料都以每秒3米的速度受到5千克质量(大约相当于一个人头的重量)的撞击
尽管两种材料都因撞击而变形，但在测试的连续撞击之间恢复的液体纳米泡沫和固体泡沫没有变形
“液态纳米泡沫的性能优于固态泡沫，”卢说
“纳米泡沫能够在不造成损害的情况下减轻持续的多重冲击；从测试1到测试10的结果是相同的
" 液体纳米泡沫衬垫在头盔内会更薄且体积更小
并且由于衬垫可以承受多次高冲击力，因此在高冲击力碰撞后衬垫不需要更换，除非头盔外壳损坏
“一个可以安全重复使用的头盔是一个巨大的优势，”他说
“我们希望将来能在MSU足球头盔上看到液态纳米泡沫衬垫
" 卢设想了液体纳米泡沫材料在足球和军用头盔之外的多种未来应用
这种材料也可以用于被动安全装置，如汽车安全气囊和保险杠
液体纳米泡沫甚至可以用来保护人和建筑物免受地震的震动
陆说，下一阶段的研究将侧重于更动态的研究，测试更快、更密集的撞击，如炸弹爆炸的影响
“我们希望这种材料不仅能延长人们的寿命，还能提高他们的生活质量
"
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