印刷塑料網以保護未來的手機屏幕

跟隨牢不可破的彈跳電話!蒙特利爾Polytechnique團隊最近證明，采用增材制造技術設計的織物可吸收高達96%的沖擊能量，而且不會斷裂。Cell Reports物理科學雜志最近發表了一篇文章，詳細介紹了這項創新，為創造堅不可摧的塑料覆蓋物鋪平了道路。

本文中揭示的概念和相關研究相對簡單。蒙特利爾理工大學機械工程系的FrédérickGosselin教授和Daniel Therriault教授以及博士生Shibo Zou希望展示如何將塑料織帶結合到玻璃板中以防止撞擊時破碎。

這個概念看似足夠簡單，但進一步的思考表明，這種塑料網并不簡單。

研究人員的設計靈感來自蜘蛛網及其驚人的特性。Gosselin教授解釋說：“蜘蛛網可以抵抗昆蟲碰撞的影響，這是因為蜘蛛網能夠通過分子級的犧牲鏈在絲蛋白自身內部發生變形，從而變形。” “我們的方法啟發了這種特性。”

通過3D打印進行仿生

研究人員使用聚碳酸酯來達到目的。加熱時，聚碳酸酯像蜂蜜一樣變得粘稠。Gosselin教授的團隊使用3D打印機利用此特性來“編織”一系列厚度小于2毫米的纖維，然后通過垂直打印一系列新的纖維(快速移動)來重復此過程，然后整個網固化。

事實證明，魔術本身就在過程中，這就是最終產品獲得其關鍵屬性的地方。

當3D打印機將其緩慢擠出以形成纖維時，熔融的塑料會形成最終形成一系列環的圓圈。研究人員Gosselin解釋說：“一旦變硬，這些環就會變成犧牲連接，從而賦予纖維額外的強度。當發生撞擊時，這些犧牲連接會吸收能量并破壞以維持纖維的整體完整性，類似于絲綢蛋白。”

在2015年發表的一篇文章中，Gosselin教授的團隊演示了這些纖維制造背后的原理。最新的Cell Reports Physical Science文章揭示了當纏結成網狀時這些纖維的行為。

研究的主要作者鄒世波(Shibo Zou)借此機會舉例說明了這種網在防護屏內部時的行為。在將一系列纖維網嵌入透明樹脂板后，他進行了沖擊試驗。結果?塑料晶片可分散高達96%的沖擊能量而不會破裂。它們不會破裂，而是在某些地方變形，從而保持了晶圓的整體完整性。

根據Gosselin教授的說法，這種受自然啟發的創新可能導致制造出新型的防彈玻璃，或者導致生產出更加耐用的塑料保護型智能手機屏幕。戈塞林教授指出：“它也可以在航空領域用作飛機發動機的保護涂層。” 同時，他當然打算探索這種方法可能為他打開的可能性。