近日，蘇格蘭和意大利研究團隊合作開發了一種新的3D打印金屬材料，該材料在撞擊時會發生扭曲，可以為車輛和飛機的下一代碰撞保護提供保護。

與以固定方式變形的傳統泡沫或褶皺區不同，這種新型“自適應扭曲超材料”可以機械地調整它們吸收能量的方式。剛度或緩沖水平可以根據沖擊的嚴重程度進行調整——在高速碰撞中提供更強的阻力，或在較輕的沖擊中提供更軟的吸收。

該材料采用增材制造生產，使工程師能夠將其塑造成復雜的陀螺晶格——一種復雜的多孔結構，使其在壓縮時能夠以開瓶器運動扭曲。這種扭轉運動將能量分散到整個材料中，從而減少傳遞到周圍結構的力。

實驗室測試表明，改變材料的扭曲能力如何直接影響其性能。當其運動受到限制時，該結構提供了*大的剛度，每克吸收超過15焦耳的能量。當允許自由扭曲時，能量吸收下降了約10%。對于被迫扭曲超出其自然范圍的配置，吸收率下降了大約三分之一。

根據國外科技媒體TechXplore的報道，這些結果表明，單塊材料可以提供一系列保護響應，從剛性屏蔽到柔性能量阻尼，有可能取代當今使用的多種類型的沖擊吸收組件。

研究人員還建立了計算模型來預測這些扭曲晶格在不同應變率下的行為，并根據打印樣品的詳細顯微CT掃描驗證了他們的發現。

由于該設計純粹依賴于機械幾何形狀，而不是電子或液壓系統，因此它可以提供可靠、免維護的解決方案，適用于汽車碰撞系統或飛機機身等苛刻環境。除了安全之外，同樣的原理還可用于將沖擊力轉換為旋轉能，用于未來的能量收集技術。