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从大自然获得启发,宝马的防护装备新材料概念

上一篇 / 下一篇  2017-07-03 09:28:36

       宝马上周发布了他们联合了多个机构/公司的最新研究成果:BISS(Bio-Inspired Safety Systems,生物灵感安全系统)。针对如何应用在制造更安全的防护服、更坚固的头盔、更稳定的保护装置,该成果主要是借鉴在大自然中存在的各项元素,而研究出防护效能比现有材料提高了 20% 的新材料概念。

       最初,研究项目的初步目的是分析这些保护机制的组织形成,细胞结构和功能,探讨其在工业制品中的适用性。下一步是细化相应的纤维复合材料、层结构和纤维取向。然后,该项目继续研究并结合以前一些难以协调的功能,如 “ 防撞保护 ”、“ 穿透阻力 ” 和 “ 阻尼 ”,结合以生物结构为模型的分层,从而创造出新概念的保护系统。

       研究成果主要是两个方面:类似于柚子表皮的吸震功能,像柚子表皮一样的具有高效的防冲击保护能力,即使是从高大的树上掉下来,柚子也不会破裂,而且内部的大部分都没有损坏,同时它的外皮也很轻;另一方面是类似于动物鳞片式组合而成的完整保护系统,鱼类和许多爬行动物的表面都以重叠的鳞片形成一个复合的保护系统,即使是在负载下也能提供保护、让主体免受伤害。此外,鳄鱼的表皮防护部分还可以通过邻近的鳞片去分配力量。




       宝马表示、现在的这个结果超出了预期:源自大自然模型设计的原型,比现在通常使用的材料更轻、更坚固、更稳定。而且它们可以很经济地生产出来,去用于实现预期目的。BISS 既可以实现高水平的功能效率、也节省了材料,这不仅使产品和生产更加可持续,而且成本也更低。

       该研究成果由七个合作单位,宝马集团与阿迪达斯,ORTEMA,凤凰(Phoenix),Uvex,以及德国 Denkendorf 纺织技术与加工工程研究所,拜罗伊特大学聚合物工程系和弗赖堡大学植物生物力学小组合作,总共花了三年时间研究和开发而成。还有来自德国慕尼黑的 Innovationsmanufaktur 公司等外包单位提供额外的技术支持。作为其 “ 创新应用和产品技术纺织品 - NanoMatTextil ” 项目下的一部分,德国联邦教育和研究部同时也资助了该项目。新的 BISS 概念新材料,可谓集合了欧洲多个机构/公司的联合突破。


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