工业制造,材料先行。作为我国七大战略性新兴产业和"中国制造2025 "重点发展十大领域之一,新材料产业被认为是21世纪最具发展潜力、对未来发展影响最大的高科技产业。

西安理工大学的李峰副教授就和自己的研发团队发明了一个叫做P4U的智能材料,在需要它硬的时候可以硬,需要它软的时候可以软,能根据不同的情况来变化形态。并且,李峰和他的研发团队还登上了中央电视台的节目。

《我爱发明》是CCTV-10推出的一档贴近生活、贴近百姓,展示发明人的新发明、新创意,将科学知识趣味化、形象化的科普节目,自2009年2月开播以来,深受观众们的喜爱。6月13日19点,央视科教频道《我爱发明》节目播出了以西安理工大学新型智能材料发明项目拍摄的节目《以柔克刚》。谈起研发P4U智能材料的缘由,李峰说道自己在南非工作的时候曾接触过一种新型材料——非牛顿力学流体,但是回国后发现国内并没有类似的材料,又想到这种材料将来会有庞大的应用场合,就开始着手研发了。在两年多的时间里,李峰带领团队没日没夜地进行研发,经过了数百次的实验,终于将这种材料研发出来了。

P4U智能材料为液体防弹衣复合材料与智能柔性弹性体的统称,是一种对环境应力可感知、响应,并且具有发现能力的智能材料。在常态下保持松弛的状态,柔软而具有弹性,一旦遭到剧烈碰撞或冲击的时候,分子间立刻相互锁定,迅速收紧变硬,从而吸收并消化外力,形成一层防护层,当外力消失后,材料会回复到它最初的软弹流动状态。李峰教授介绍道:“P4U智能材料可以吸收或者说把能量扩散出去,它有这两种功能,并通过这些将承受到的打击能量尽可能降低。”因此,这种可以应用在防护材料、防弹护具等众多领域。

为了测试这种材料的防护力,李峰教授及学生在节目中还完成了三个小实验。将陶瓷杯、玻璃杯与鸡蛋三种易碎品分别包裹上P4U智能材料,从1.5m左右高度使其自然下坠,观察结果。若是普通情况下,这三种物体坠落在地面的瞬间肯定摔成了碎片,但在新材料的保护下,它们像皮球一样被反弹几次后才坠落,并且完好无损。

为了进一步验证P4U智能材料的防护作用,记者提出了一个新的实验方法:包裹上同样厚度的棉花,同时提升下落高度。李峰团队选择了高达5米的阳台,将带有棉花保护层与新材料保护层的鸡蛋都自然抛下,结果新材料包裹的鸡蛋完好如初,而棉花团中的鸡蛋却摔得稀碎。之后,团队又通过10多米高空航模抛手机、跆拳道击打和射箭的方式多次测试,新材料都“以柔克刚”,展现了出色的韧性和抗冲击性能。

李峰团队研发的的P4U智能材料已于2017年1月份获得国家知识产权局颁发的发明专利证书。目前,该项技术已达到了世界领先水平,实现了国内智能柔性弹性体凝胶产业化的突破,在国际上打破了对我国设置的壁垒,填补了国内相关产品及技术的市场空白。

多年来,西安理工大学积极响应和落实国家科技创新政策,于2017年6月将该项科技成果成功地进行了产业化转化——作价入股成立了西安玄铠新材料有限公司。由西安玄铠新材料有限公司运用该项技术生产加工的材料正不断应用到军警及劳保防护产品、精密仪器设备、电子消费品、体育运动防护装备、人身防护护具、医疗护理用品等领域和市场。

李峰副教授带领的团队能够研发出具有如此出色的韧性和抗冲击性能的P4U智能材料,在一定程度上得益于西安理工大学浓厚的学术氛围和良好的科研环境。作为陕西省重点建设的高水平大学,西安理工大学多年来始终坚持教学科研并重,自由探索与应用研究并举,创造良好科研氛围,鼓励开展科学研究,先后建有8个博士后科研流动站和31个国家及省部级重点科研基地,为把学校建设成为国内一流教学研究型大学而努力奋斗。

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注:文章部分素材来自西安理工大学官网、中华网、中国聚合物网

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