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可軟硬切換 3D列印將小說中的「軟蝟甲」變為現實

博客文章

可軟硬切換 3D列印將小說中的「軟蝟甲」變為現實
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可軟硬切換 3D列印將小說中的「軟蝟甲」變為現實

2021年08月13日 00:36

圖為3D列印的會在壓力下變硬的「鎖子甲」面料。圖片來源:《自然》在線版

武俠小說中,「軟蝟甲」用金絲和千年藤枝混編而成,刀槍不入,可防內家拳掌,可謂堅固柔軟輕便又保暖。而英國《自然》雜誌11日發表的一項材料學最新研究中,就描述了科學家研發的一種仿「鎖子甲」(鏈甲)高科技面料,該面料能從柔軟、可彎曲的狀態變成堅硬的狀態,實現強載重,之後還能再從堅硬的狀態變回去。這種材質將能用於各種機械人和醫療場景,預示著可重構穿戴式結構的光明前景。

被黃蓉一穿成名的「軟蝟甲」是桃花島的鎮島之寶,刀劍拳掌都不能損其分毫。這種特殊的材料原本只存在於小說之中,不過藉助智能科技面料,其有了實現的可能。普通面料和織物的特性,通常是由材質的天然特性和編織結構共同決定的;而智能面料則是指具有適應性的材質,比如可根據外在刺激發生改變的材質。

美國加州理工學院研究人員切阿拉·達拉里奧及其同事,此次設計了一種由3D列印的聚合物元素(而非織物)聯鎖而成的面料,這種面料能在柔軟和堅硬的形狀間逐漸切換。

當處於天然狀態時,這種面料易彎折,能披掛在複雜物體表面。處於壓縮狀態時,面料的聯鎖顆粒會擠在一起,堅硬度是鬆散狀態下的25倍左右。最後得到的結構其最大載重量為自身重量的30倍以上。研究人員認為,未來的可重構面料需要貼合人體,或是能在形成複雜結構後固定住,而此次這種3D列印「軟蝟甲」的新特性,預示了穿戴式可重構結構的光明前景。

在論文隨附的新聞與觀點文章中,法國格勒諾布爾-阿爾卑斯大學研究人員拉倫特·奧吉斯寫道,這種材料有望用於製造「面向生物醫學、運動或軍事應用的外骨骼」,或是搭建臨時性避難所等。




神州快訊

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

(孫婷婷)「一湖碧水映天藍,萬畝芙蓉掩綠潭。並蒂雙開唯獨艷,荷花朵朵已羞慚。」濟南大明湖風景區繼7月7日發現今年第一株並蒂蓮後,近日再次發現另一株並蒂蓮,目前已經嬌艷綻放。

11日上午,在大明湖景區南豐祠對面荷塘內,一株並蒂蓮顧自盛開,花瓣多而密,顏色偏淡粉色,生得一副錦簇美貌,吸引了大批遊客及攝影愛好者駐足欣賞。這是景區今年發現的第二株並蒂蓮,與第一株並蒂蓮所處的荷塘僅一路之隔。考慮到第一株並蒂蓮的蓮蓬被偷,為避免重蹈覆轍,大明湖景區針對第二株並蒂蓮,在荷塘周邊設置了「文明觀賞、請勿採摘」的警示牌,並派專人24小時輪班值守。

濟南大明湖風景區再次發現一株並蒂蓮,目前已經嬌艷綻放。 孫婷婷 攝

濟南天下第一泉風景區高級工程師馬小琳介紹說,第二株並蒂蓮所在的荷塘,此前景區專門放置越冬藕種盆栽,有多個荷花品種。「第一株發現的並蒂蓮是明湖紅蓮品種,這株並蒂蓮和上一株不一樣,首先它是大花型,粉色重瓣,現在不太確定具體的品種、名稱。」

「這株並蒂蓮在8月7號發現的,正逢二十四節氣的‘立秋’,發現時就處於馬上就要開花的階段,距上次發現第一株並蒂蓮剛好一個月。」馬小琳表示,並蒂蓮的出現是一個自然現象,自然界變異隨時都在發生,目前沒有總結出規律,與水質、地域差異都沒有關聯,隨機發生。「這次相隔一個月,大明湖連續發現兩株並蒂蓮,的確是比較少見。」馬小琳認為,這得益於自然造化,同時,也得益於第一朵發現以後的宣傳,遊客在遊覽過程中就更注重觀察。「往年可能也有,或藏在藕花深處。」

濟南大明湖風景區再次發現一株並蒂蓮,目前已經嬌艷綻放。 孫婷婷 攝

濟南市民劉金柱告訴記者,他連續21天跟拍第一株並蒂蓮,自發現第二株並蒂蓮後,又「轉戰」場地拍攝。在他看來,並蒂蓮的象徵意義很多,如多子多孫等,很吉利,而且寓意同心、家庭和睦。「這個花很吉祥喜慶,大家都喜歡,一個月之內出現兩株,是天賜的好運‘蓮蓮’,也希望通過拍攝,沾一點福氣吧。」

據了解,大明湖由泉水彙集而成,水溫偏低,並不適宜荷花成長。為解決水溫問題,大明湖景區將荷田選在靠近岸邊水位較淺的位置,避開水溫偏低的深水區。此外,自2012年開始,景區就開啟「荷田複壯」工程。針對不同位置的荷田,找到影響荷花生長的不利因素,進行逐一解決。

馬小琳舉例說,為了解決船浪問題,景區對荷田圍擋進行修補加裝,進行風浪隔離升級防護。此外,景區還通過補植種藕、疏地踩藕、加強荷田養護管理等措施對荷田進行複壯。對部分荷田進行人工鬆土,增強土壤通透性,改善荷花生長環境。同時對荷田進行殺菌消毒和荷田底泥鬆土。

據了解,濟南大明湖景區7月7日出現了罕見的花中珍品並蒂蓮,生成概率僅為十萬分之一。因這株罕見的並蒂蓮是雨前萌發,因此被市民稱為「夏雨荷」。8月6日,第一株並蒂蓮的「連體」蓮蓬被人偷摘後,不少市民都覺得非常可惜。雖然並蒂蓮的生成概率僅為十萬分之一,但大明湖景區今年已發現兩株並蒂蓮,十分罕見。