来自中国的研究者浙江大学开发了一套具有独特能量吸收能力的新型仿生细胞结构。
受墨鱼刚硬而灵活的骨架启发，科学家们的3D打印模型被证明具有超强的抗压缩能力，并能够承受高达自身重量2万倍的变形。在未来，该团队相信他们的设计可以复制到其他地方，以开发新的轻型防冲击材料，应用范围从航空航天建筑到装甲电镀。
科学家在他们的论文中说:“乌贼骨状细胞材料具有最佳的性能，是许多领域应用的杰出候选人，如飞机、防弹衣、轻型车辆和建筑材料。”“它们提供了一种新的生物设计，超越了传统的机械超材料，为机械效率高的细胞结构提供了一种新的生物设计。”
产品表面3 d打印
自然界中到处都是竹子、轻木和某些动物骨骼等材料，它们都是超轻的，但具有极其持久的细胞结构。在硬度方面，乌贼拥有一个特别特别的多孔骨架，通过改变其在不同深度的浮力，它能够在深海环境中抵抗巨大的静水压力。
为了确定乌贼变形能力的精确来源，科学家们选择对乌贼骨标本进行微CT扫描。研究小组发现，在压缩的情况下，样本从一层到另一层连续断裂，但当上层受损时，底层却完好无损，这是一种旨在保护墨鱼免受掠夺性攻击的机制。
更重要的是，研究人员还发现了自然存在的霰石矿物在海洋生物防御机制中的作用，以及它整体的s形片层结构。在随后的实验中，该团队利用这些信息，开始着手3D打印类似海螵蛸结构的细胞材料，这种材料最好地模拟了真品的形状和形成。
抗冲击仿生模型
为了更深入地评估海墨鱼的力学性能，科学家们3D打印了五种仿生布局:八重体桁架晶格、开尔文泡沫、旋转结构、开尔文三明治和蜂窝三明治面板。每个结构都有真正墨鱼的简化版本，相互连接的墙壁模仿它们的有机元素。
在早期的测试中，所有的聚合物原型在压缩下都会弯曲，但研究小组发现，样品墙壁的形状对它们的阻力有很大的影响。事实上，与其他传统形状的部件相比，科学家们必须对类似海螵蛸的原型施加更大的压力，才能使它们侧身坍塌。
在这些初步发现的基础上，研究人员随后制定了一系列细胞材料，可以更好地模拟海螵蛸的结构和力学行为。与传统的聚合物泡沫塑料相比，原型塑料的能量吸收能力提高了20-25倍，最终证明，它们能够在不破坏结构完整性的情况下被整辆车辗过。
在研究结论中，该团队强调了3D打印如何为他们提供了释放仿生材料潜力所需的设计自由，并建议在未来使用陶瓷或金属，有可能创造出具有更大阻力质量的加固结构。
研究人员在论文中总结道:“这种生物细胞材料重量轻、强度高、能量吸收能力强，可能会在航空航天结构和植入设备等领域得到广泛应用。”“我们的研究强调了通过仿生3D打印设计和工程高性能细胞材料的可能性。”
承重格子的进展
虽然晶格式3D打印零件的高强度重量比在业内是众所周知的，但科学家们仍在继续寻找产生新颖设计的方法。
像浙江的科学家，来自浙江的研究人员国立台湾科技大学也采取了海洋灵感的方法来创造小说承载材料．根据海胆的形态，该团队的机械稳定性FDM灯丝在打印过程中不需要使用任何支撑结构。
同样的,凤凰分析设计技术公司一直获得了75.5万美元的NASA资助以帮助开发更坚固、更轻的结构，用于太空探索。具体来说，该公司获得了研究资金，用于开发一种软件工具，用于设计、测试和3D打印航空航天飞行器的强、轻、仿生网格。
在其他地方,工程师加州大学伯克利分校证明了合并的好处吗3D打印聚合物八隅体晶格为混凝土结构。通过将塑料整合到印刷材料中，研究小组发现，他们可以在不降低承重结构耐久性的前提下，减轻承重结构的重量。
研究人员的研究结果详细发表在题为《受Cuttlebone启发的机械高效蜂窝材料该书由毛安然、赵乃芳、梁亚辉和白浩共同撰写。
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特色图片显示的是乌贼在它的自然栖息地。由弗朗西斯·聂(Francis Nie)拍摄，Unsplash。
