蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究團(tuán)隊開發(fā)出新型復(fù)合玻璃，將仿珍珠母結(jié)構(gòu)和剪切硬化凝膠（SSG）材料結(jié)合在一起，在保持透明度的同時表現(xiàn)出優(yōu)異的隔熱和抗沖擊性。該項研究發(fā)表在期刊《先進(jìn)材料（Advanced Materials）》上。

（圖片來源：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)）

在日常生活中，大塊玻璃是不可或缺的結(jié)構(gòu)材料。然而，玻璃的隔熱性能差且在沖擊下容易破碎，是大多數(shù)建筑物和交通工具中最薄弱的部件。因此，人們迫切需要開發(fā)具有綜合性能的新型復(fù)合透明材料。

為了開發(fā)新型復(fù)合玻璃，該團(tuán)隊研究了受珍珠母啟發(fā)的結(jié)構(gòu)和剪切硬化材料（shear-stiffening material）的流變特性。天然珍珠母在準(zhǔn)靜態(tài)或低速沖擊載荷下，可通過片式滑動機(jī)制來耗散能量。然而，隨著沖擊速度加快，仿珍珠母結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能迅速降低。與之相反，SSG在沖擊載荷下表現(xiàn)出與應(yīng)變速率相關(guān)的增強(qiáng)效應(yīng)，能夠在高沖擊速度下耗散大量的機(jī)械能。

為了結(jié)合仿珍珠母結(jié)構(gòu)和剪切硬化材料的優(yōu)勢，該團(tuán)隊使用SSG構(gòu)建了仿生復(fù)合玻璃。這種仿珍珠母SSG玻璃（NSG）由兩片1.4 mm厚的仿珍珠母玻璃面板和一塊3.0 mm厚的SSG芯材組成。而這些面板由五片硼硅酸鹽玻璃板和四片聚合物夾層組成，采用3D交錯磚墻加灰泥式排列，模仿天然珍珠母的結(jié)構(gòu)。將兩個面板仔細(xì)對齊后，SSG芯材通過偶聯(lián)劑粘附在面板上。

力學(xué)模擬分析表明，NSG中仿珍珠母玻璃面板的離面變形，可以進(jìn)一步增強(qiáng)SSG芯材中的能量耗散。受益于仿珍珠母結(jié)構(gòu)和SSG的協(xié)同能量耗散效應(yīng)，NSG可以在更廣泛的沖擊速度范圍內(nèi)表現(xiàn)出優(yōu)異的抗沖擊能力。

此外，NSG還具有良好的隔熱性能。以珍珠母為靈感的玻璃面板，憑借其獨特的磚泥結(jié)構(gòu)，可以有效減少表面熱傳導(dǎo)。此外，結(jié)合SSG芯材導(dǎo)熱系數(shù)低的特點，明顯改善了NSG的隔熱性能。

與常用的大塊玻璃相比，NSG在透明、輕量化、抗沖擊、隔熱等方面具有卓越的綜合性能，為未來改進(jìn)透明結(jié)構(gòu)材料開辟了新途徑。

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