哥德堡大学和伊斯法罕大学的研究人员利用膨胀超结构开发出一种新型自行车头盔

哥德堡大学和伊斯法罕大学的研究人员利用膨胀超结构开发出一种新型自行车头盔设计。该设计采用一种减震材料，与传统泡沫衬里相比，这种材料在碰撞时可以提高冲击吸收能力。《国际固体与结构杂志》详细介绍了这种新方法，解决了头盔设计中与抗冲击性和舒适性相关的长期挑战。

几何自行车头盔设计增强了安全性能
参与这项研究的副教授 Mohsen Mirkhalaf 解释说：“当受到撞击能量时，衬里材料会收缩，从而显著提高撞击能量的吸收率。这意味着骑行者在事故中受伤的风险会降低。”头盔的保护层由超弹性聚合物制成，这种聚合物可以承受相当大的变形，然后恢复到原来的形状。

研究团队利用 3D 打印技术制造头盔的组件。这种生产方法可以根据个人头型进行定制，可能使那些难以找到舒适头盔的职业运动员和自行车手受益。测试表明，与传统头盔设计相比，新设计在各种撞击场景中表现更好。

大约四十年前人们就已经知道了膨胀材料，这种材料在拉伸时会横向膨胀，在吸收能量时会收缩。然而，Mirkhalaf 指出，制造工艺（尤其是增材制造）的最新进展使得这些材料在头盔设计中得以实际应用。头盔内部结构的几何形状经过了专门优化，以最大限度地减少碰撞过程中的力。

瑞典和伊朗大学的合作表明了国际研究合作在安全创新方面的价值。虽然 3D 打印定制头盔目前的成本高于批量生产的替代品，但行业趋势表明，随着该技术的普及，这些成本将会下降。研究指出，除了自行车之外，该技术还可能应用于其他运动器材和汽车安全装备。

这项题为“利用膨胀超结构设计、优化和增材制造创新型自行车头盔”的研究于 2025 年 1 月 21 日发表。

来源：scienmag.com