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美军向龙虾学习制造先进防弹材料   

2012-07-02 22:44:10|  分类: 想象的色彩 |  标签: |举报 |字号 订阅

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美军向龙虾学习制造先进防弹材料 - 司古 - 司古的博客

下次把螳螂虾丢到烧烤架上的时候,不要忘记那些甲壳类动物可能有一天能救你的命。加利福尼亚大学的科学家们正在研究一种特殊动物——雀尾螳螂虾——的军事应用价值,它们的“大拳头”可能解开装甲防护的技术迷题。

这种色彩斑斓的小虾体长4英寸,生长在热带水域,它们有两只“大棒”或“锤子”般的拳头,能够以每小时45英里的速度挥出,打击力高达200磅,能轻易地砸开贝类、小鱼的头骨,甚至是鱼缸的玻璃。研究小组的负责人戴维表示,

这种小虾的“拳头”在四个月内会持续敲击超过50000次才会损坏,而后它们又会生产出新的“拳头”。

戴维和他的团队正试图揭示这种小虾的“拳头”重量轻且耐冲击的秘密。早在2007年,戴维在观看龙虾时,就从他们那“拳头”耐冲击结构上意识到其中的军事应用潜力。这种技术可以帮助人们开发出耐冲击的防护服,避免内脏受伤,也可以用于制造防护盔,防止冲击造成脑震荡。除了防弹衣,舰船甲板上各种枪炮的钢铁护板,也可以换用这种材料。戴维已经致信美国海军研究办公室的年轻研究员项目,该项目会在3年中向一个机构每年提供17万美元的资助,但目前他尚未得到回应。但加州大学表示,美国空军科学研究办公室已经向戴维的团队提供了60万美元的研究经费,支持他展开研究。

“如果你能搞懂这种结构的妙处,明白它们是怎样做到经受不止一次的反复冲击,那么你就能把它们用到需要保护材料的地方,比如防弹衣。”美国空军办公室数学信息和生命科学主任休德龙(音)说。“我们考虑将这一技术永在直升机上,因为它们常常低空飞行,也可以用在A-10攻击机上,用以替换现在采用的钛合金装甲。”空军方面还表示,这种技术可以帮助悍马巡逻车抵御路边炸弹,也能帮助无人机或直升机抵御敌方的火力。

研究人员认为,问题的关键是复制出“拳头”的三部分结构。最外层的结构是坚硬的类似水晶的矿物质,硬化层后面是一层一层堆叠的稍软的矿物质,可以吸收冲击能量,最内层的纤维结构则是相互平行,共同包裹着“拳头”,就像是“拳击手用布袋将拳头裹起来”。

目前,研究人员已经制成了材料样品并开始测试,这种材料由环氧树脂和玻璃纤维制成,能够抵御子弹,且重量比钢铁轻。除了防弹材料,这种新技术也有望用于船舶领域——龙虾在打击猎物时,它们的“拳头”在水中高速运动,能够产生空泡效应,能够给猎物造成冲击,但对龙虾自己无害。如果科研人员能够找出其中的原因,就能防止空泡效应对船只螺旋桨造成的损害。戴维认为,改良型的复合材料大概可以在两到三年内完成,供军方测试。届时样品使用的廉价环氧树脂和玻璃纤维将会被换成碳纤维等高强度工程材料。

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