【中国科学报5月6日】近期，江南大学纺织科学与工程学院/针织技术教育部工程研究中心研究团队实现了以蛇皮为灵感的鳞片织物结构防护材料的大规模制备。近期，相关成果发表于《先进纤维材料》。
天然皮革盔甲通常采用鳞片状结构，这种结构为柔性曲面提供了出色的保护性能和灵活性，在开发防刺性与舒适度兼备的高性能防护材料方面具有巨大的发展潜力。然而，基于生物鳞片的灵活性与防护性特征，实现硬质鳞片结构与柔性基材的有效集成，从而达到材料的刚柔并济效果依旧是有待解决的问题。
受蛇皮重叠结构的启发，研究人员利用针织技术的高成形灵活性，选用综合性能优异的超高分子量聚乙烯纤维，编织了仿生鳞片状针织物。织物的鳞片部分通过短切碳纤维填充环氧树脂共同集成，以形成类似蛇皮的软硬统一结构，称为增强鳞片状针织物。分段鳞片的存在增加了织物的柔韧性，使其可在横、纵向等多个方向自由扭曲，具有与织物面料相似的柔韧性，可较好地贴合人体曲面。鳞片间隙的存在使材料保留了极佳的透气性。鳞片防刺材料差异化的结构表面、基体材料本身的特性及对织物气孔的阻挡，使鳞片复合材料具有极佳的隔热性。
该研究提出的复合鳞片织物由柔软的织物底层和相互重叠的片状化硬质壳层鳞片共同组成，化解了轻质高强与柔软舒适这对天然矛盾，实现了防护材料的长时间舒适穿着，有望为未来材料结构创新设计提供启示。
相关论文信息：https://doi.org/10.1007/s42765-024-00396-7
本文来源：中国科学报https://news.sciencenet.cn/dz/dznews_photo.aspx?t=&id=40015
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