神奇的魔法凝胶Miraculous Magic Gel

李忠东

双重特性变化大

英国D3O公司采用尖端纳米技术研发出的D3O型减震凝胶，具有液体和固体物质的双重特性。它也被称作魔法凝胶，是一种非牛顿流体物质，聚合在一起时会立即分散甚至消除碰撞打击产生的冲击力，达到保护目的。一旦外力作用消失，又会自动恢复柔软。非牛顿流体是指不满足牛顿黏性实验定律的流体，它的剪应力与剪切应变率之间不是线性关系。绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体，如人身上的血液、淋巴液、囊液等多种体液以及像细胞质那样的“半流体”。

从外表来看，D3O型减震凝胶与儿童玩的“培乐多”彩泥很相似，是一种泡沫状的橙色的果冻，可以被随意挤压成各种形状。如果只是用手轻轻揉捏它制成的橙色黏球，感觉软乎乎的，而且柔韧性也很好。但是当橙色黏球遭到撞击时，会在瞬间变得很硬。在一次试验中，研究人员先将D3O型减震凝胶揉成随意的形状并覆盖在自己的手指表面，然后用木槌猛烈敲打手指，结果试验者没有感到任何不适。原来它像一个坚固的保护套，可以吸收冲击力，保护手不受伤害。

D3O型减震凝胶的发明者、工程师理查德·帕尔默称，D3O型减震凝胶是一种用奇异的耐超高压“智能分子”制造而成的聚合体，类似于黏稠的液体，如同混合着玉米淀粉和水的潮湿沙子。也就是说，在正常情况下，分子之间互相分离，保持松弛的状态，其中的硅材料納米粒子能像金属一般流动，致使凝胶又轻又软，不会影响人的正常活动。但是在遭到剧烈撞击的时候，分子便会马上互相交错，彼此之间紧密地“锁”在一起，变成如格子般的固体排列结构。由于凝胶立即迅速收紧变硬，形成一层防护层，因此能减少撞击对使用者身体的伤害。帕尔默比喻道：“D3O型减震凝胶堪比铁甲威龙（又名机器战警）和蜘蛛侠，前者笨重庞大，已经过时。而后者更加灵敏和隐蔽，能力也更强。”

作为一种新材料，D3O型减震凝胶具有独特的专利和专有技术，用于生产对速度敏感、柔软、易弯曲的亮橙色材料。这种材料减震性能高，可用于制造防碰撞保护产品，目标用途为工业保护、工装和电子产品市场。

各行各业用途广

通过精妙的原料配比，D3O型减震凝胶能为制作贵重物品的保护装置提供最佳原材料。英国一家公司利用这种凝胶生产手机保护壳；美国滑雪队使用含有这种保护性凝胶材料的运动装备，包括滑雪所需的高柔韧度护膝和软帽。2016年，牙买加短跑名将尤塞恩·博尔特在里约奥运会穿的运动鞋使用了D3O型减震凝胶鞋垫，以提高性能并减少伤害。美式橄榄球是一种对抗性很强的接触性体育运动，由于球赛中往往会与对方球员有强烈的身体冲撞，因此球员需穿戴头盔和护具出场。如果他们戴着用混合有这种保护性凝胶材料的头盔参加比赛，撞到地面时可以立即变硬形成保护层，吸收受到的任何撞击力 。

跳舞时用脚尖站立的芭蕾舞女演员，脚上那粉红色的芭蕾舞鞋是那么优美高雅，但实际上用脚尖跳舞并不容易。为了在舞台上展示出优美的舞姿，职业芭蕾舞女演员一直以来都不得不在幕后忍受脚伤带来的痛苦。芭蕾舞鞋承受巨大的荷重，其中的关键部位是使女演员得以用脚尖跳舞的“鞋盒”。它藏在鞋尖里，是一种能套住脚趾和一部分脚面的硬套。“鞋盒”不用木头、塑料或软木等材料，而由一种僵硬的混凝纸浆制成。开始时还很坚固不易破损，但很快就会变得无法为双脚提供保护，一双芭蕾舞鞋上场演出2～3次就报废了。随着一种能够使双脚免受碰撞的高科技芭蕾舞鞋的问世，芭蕾舞演员的脚尖将得到更好的保护。鞋面用浅橙色绸缎包裹着，并缀有丝带，里侧则嵌入了可以吸收震动、受到碰撞后就会变硬的D3O型减震凝胶。与传统芭蕾舞鞋相比，高科技芭蕾舞鞋的使用寿命要长30倍。

Mk6头盔是英军的一款制式战斗头盔，内衬层采用的是防弹尼龙纤维，作为部队装备已经有20多年。英国陆军现在打算用D3O型减震凝胶开发出一种全新的头盔内衬层，它在遭到突发的子弹撞击时会立即变成固态，吸收撞击产生的能量，缩小子弹侵入内衬层的概率，减轻士兵头部和颈部受到的震荡。通过添加这种凝胶内衬层，官兵现在配备的大号头盔和又重又不合身的防弹衣终将可以“减肥”了。D3O型凝胶是英国国防部展示的一系列全新防卫技术计划之一，该计划旨在用高科技为前线士兵研发更好的装备。英军希望D3O型减震凝胶能够尽快用于新型防弹衣和其他防护装备，为支持这项研究工作已经向相关公司提供了10万英镑（大约合88万人民币元）的资助费用。该公司虽然还没有研发出可以阻挡子弹的材料，但是着眼于如何保护士兵免受冲击，用这种神奇的凝胶改进鞋、护膝、肘、肩膀等部位的身体护具，一旦有人被枪击，这些产品便可以助人化险为夷，减少受伤的程度。

编辑：郑宾 393758162@qq.com