科研快讯 | 仿羊角复合材料实现可回复高能量吸收

 近日，浙江大学基础交叉研究院原创板块成员、化学工程与生物工程学院柏浩教授团队在Advanced Materials发表题为Horn-Inspired Hierarchical Tubular Composites for Recoverable High-Energy Absorption的研究论文。

 在防护装备、车辆防撞部件和航空航天结构等领域，能量吸收材料发挥着关键作用。然而，现有吸能材料大多依赖不可逆塑性变形机制，难以重复使用；而可回复材料又普遍存在能量吸收能力低（通常低于1 MJ·m⁻³）的瓶颈。因此，如何突破“高吸能–可回复性”之间的固有矛盾，一直是工程材料领域的一项重大挑战。

 该项研究受大角羊角多级结构启发，成功开发出兼具高能量吸收与优异形状回复性能的多级结构复合材料，该材料通过仿生凝胶自组装法制备出由纳米片排列而成的层状微管支架，并与环氧树脂复合，实现了高达10 MJ·m⁻³的能量吸收，超过传统可回复结构材料一个数量级。同时，该材料还具有高于50 MPa的抗压强度、1.1 g·cm⁻³的低密度以及相对稳定的循环形状回复性能，展现出在重复冲击防护应用中的巨大潜力，为未来在机器人、交通运输和冲击防护等领域开发自适应结构提供了新的设计思路与材料基础。