神奇的魔法凝膠Miraculous Magic Gel

李忠東

雙重特性變化大

英國D3O公司采用尖端納米技術研發出的D3O型減震凝膠，具有液體和固體物質的雙重特性。它也被稱作魔法凝膠，是一種非牛頓流體物質，聚合在一起時會立即分散甚至消除碰撞打擊產生的沖擊力，達到保護目的。一旦外力作用消失，又會自動恢復柔軟。非牛頓流體是指不滿足牛頓黏性實驗定律的流體，它的剪應力與剪切應變率之間不是線性關系。絕大多數生物流體都屬于現在所定義的非牛頓流體，如人身上的血液、淋巴液、囊液等多種體液以及像細胞質那樣的“半流體”。

從外表來看，D3O型減震凝膠與兒童玩的“培樂多”彩泥很相似，是一種泡沫狀的橙色的果凍，可以被隨意擠壓成各種形狀。如果只是用手輕輕揉捏它制成的橙色黏球，感覺軟乎乎的，而且柔韌性也很好。但是當橙色黏球遭到撞擊時，會在瞬間變得很硬。在一次試驗中，研究人員先將D3O型減震凝膠揉成隨意的形狀并覆蓋在自己的手指表面，然后用木槌猛烈敲打手指，結果試驗者沒有感到任何不適。原來它像一個堅固的保護套，可以吸收沖擊力，保護手不受傷害。

D3O型減震凝膠的發明者、工程師理查德·帕爾默稱，D3O型減震凝膠是一種用奇異的耐超高壓“智能分子”制造而成的聚合體，類似于黏稠的液體，如同混合著玉米淀粉和水的潮濕沙子。也就是說，在正常情況下，分子之間互相分離，保持松弛的狀態，其中的硅材料納米粒子能像金屬一般流動，致使凝膠又輕又軟，不會影響人的正常活動。但是在遭到劇烈撞擊的時候，分子便會馬上互相交錯，彼此之間緊密地“鎖”在一起，變成如格子般的固體排列結構。由于凝膠立即迅速收緊變硬，形成一層防護層，因此能減少撞擊對使用者身體的傷害。帕爾默比喻道：“D3O型減震凝膠堪比鐵甲威龍（又名機器戰警）和蜘蛛俠，前者笨重龐大，已經過時。而后者更加靈敏和隱蔽，能力也更強。”

作為一種新材料，D3O型減震凝膠具有獨特的專利和專有技術，用于生產對速度敏感、柔軟、易彎曲的亮橙色材料。這種材料減震性能高，可用于制造防碰撞保護產品，目標用途為工業保護、工裝和電子產品市場。

各行各業用途廣

通過精妙的原料配比，D3O型減震凝膠能為制作貴重物品的保護裝置提供最佳原材料。英國一家公司利用這種凝膠生產手機保護殼；美國滑雪隊使用含有這種保護性凝膠材料的運動裝備，包括滑雪所需的高柔韌度護膝和軟帽。2016年，牙買加短跑名將尤塞恩·博爾特在里約奧運會穿的運動鞋使用了D3O型減震凝膠鞋墊，以提高性能并減少傷害。美式橄欖球是一種對抗性很強的接觸性體育運動，由于球賽中往往會與對方球員有強烈的身體沖撞，因此球員需穿戴頭盔和護具出場。如果他們戴著用混合有這種保護性凝膠材料的頭盔參加比賽，撞到地面時可以立即變硬形成保護層，吸收受到的任何撞擊力 。

跳舞時用腳尖站立的芭蕾舞女演員，腳上那粉紅色的芭蕾舞鞋是那么優美高雅，但實際上用腳尖跳舞并不容易。為了在舞臺上展示出優美的舞姿，職業芭蕾舞女演員一直以來都不得不在幕后忍受腳傷帶來的痛苦。芭蕾舞鞋承受巨大的荷重，其中的關鍵部位是使女演員得以用腳尖跳舞的“鞋盒”。它藏在鞋尖里，是一種能套住腳趾和一部分腳面的硬套。“鞋盒”不用木頭、塑料或軟木等材料，而由一種僵硬的混凝紙漿制成。開始時還很堅固不易破損，但很快就會變得無法為雙腳提供保護，一雙芭蕾舞鞋上場演出2～3次就報廢了。隨著一種能夠使雙腳免受碰撞的高科技芭蕾舞鞋的問世，芭蕾舞演員的腳尖將得到更好的保護。鞋面用淺橙色綢緞包裹著，并綴有絲帶，里側則嵌入了可以吸收震動、受到碰撞后就會變硬的D3O型減震凝膠。與傳統芭蕾舞鞋相比，高科技芭蕾舞鞋的使用壽命要長30倍。

Mk6頭盔是英軍的一款制式戰斗頭盔，內襯層采用的是防彈尼龍纖維，作為部隊裝備已經有20多年。英國陸軍現在打算用D3O型減震凝膠開發出一種全新的頭盔內襯層，它在遭到突發的子彈撞擊時會立即變成固態，吸收撞擊產生的能量，縮小子彈侵入內襯層的概率，減輕士兵頭部和頸部受到的震蕩。通過添加這種凝膠內襯層，官兵現在配備的大號頭盔和又重又不合身的防彈衣終將可以“減肥”了。D3O型凝膠是英國國防部展示的一系列全新防衛技術計劃之一，該計劃旨在用高科技為前線士兵研發更好的裝備。英軍希望D3O型減震凝膠能夠盡快用于新型防彈衣和其他防護裝備，為支持這項研究工作已經向相關公司提供了10萬英鎊（大約合88萬人民幣元）的資助費用。該公司雖然還沒有研發出可以阻擋子彈的材料，但是著眼于如何保護士兵免受沖擊，用這種神奇的凝膠改進鞋、護膝、肘、肩膀等部位的身體護具，一旦有人被槍擊，這些產品便可以助人化險為夷，減少受傷的程度。

編輯：鄭賓 393758162@qq.com