阿姆斯特丹大学和塔塔钢铁公司发现“波纹”钢改变汽车吸收冲击的方式－汽车设计与制造资讯-开云官网入口网页版一键下载

据外媒报道，阿姆斯特丹大学（University of Amsterdam）物理研究所和塔塔钢铁荷兰公司（Tata Steel Nederland）的研究人员开发出一种坚硬轻巧的超材料——“波纹”钢（corrugated steel），可能会彻底改变汽车吸收冲击的方式。这种新材料可以在发生碰撞时充分吸收能量，从而减少所产生的冲击力。

（图片来源：阿姆斯特丹大学）

本质上来说，超材料是一种合成材料，具有与自然材料不同的特性。波纹钢不仅仅是一种材料创新。得益于独特的几何结构，这种超材料可以逐层渐进地吸收冲击力。与在撞击下突然坍塌的传统溃缩区不同，这种新型钢材能以更可控的方式转换能量。在发生事故时，这使乘员受到的冲击力更小，从而降低受伤风险。

这种可控变形使波纹钢成为理想的阻尼器（shock absorber），塔塔钢铁公司通过多次碰撞测试证实了这一点，并为此使用了三层高工业落塔（drop tower）。

该技术的比吸能（specific energy absorption）比现有电池盒保护解决方案高20倍，有望提高汽车的安全性。塔塔钢铁荷兰公司的研究员Dr. ir. Bernard Ennis表示：“现在可以自信地说，新开发的超材料可以充当独特的阻尼器。下一步是使用AI模型更均匀地分配负载。例如，我们可以用这种方法来制造汽车电池的外壳，使电池在碰撞过程中不会受损。但这仅仅是开始。通过使用新开发的超材料，许多安全应用成为可能，例如用于护栏或使建筑物抗震。”

塔塔钢铁公司表示，最有趣的应用之一是电动汽车。这些车辆中的电池对撞击特别敏感，在发生碰撞时可能起火。在这些情况下，波纹钢可以充当有效的保护罩，因为电池周围的空间非常有限，而超材料占用的空间很小，吸收的能量却很大。这可以降低起火风险，并更好地确保乘员安全，即使发生重大事故也是如此。

迈向大规模工业化

虽然这类发明通常处于原型阶段，但波纹钢似乎已准备好实现工业化。研究人员使用3D打印机创建第一批模型。这项研究将在初创公司“Metamaterial Works”中继续进行，重点是进一步开发新的专利技术，以用于更多高科技应用。

这一发现可能从多个层面影响人们的日常生活。Metamaterial Works联合研究员兼联合创始人Wenfeng Liu表示：“未来的应用范围包括汽车和航空航天飞行器（米级），以及显微镜和纳米光刻技术（微米级）等。”

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