Nature:3D打印“锁子甲”，可按需改变刚度，其原理生活中经常见

2021年，Nature刊出了由新加坡南洋理工大学 (NTU) 和加州理工学院 (Caltech) 的研究人员开发的3D打印链状织物。这种轻质材料由尼龙塑料3D 打印成相互嵌套连接的织物，组成元件为空心八面体结构。正常情况下，该类结构是非常柔软的，当织物被包裹在柔软的塑料密封袋中并抽真空时，整体就会变成一种刚性结构，其刚度可提升约 25 倍。它背后的物理原理被称为“ jamming transition”，类似于超市中经常可以看到的真空包装中的大米或豆子的硬化行为。

“散装豆子”

“真空包装豆子”

锁子甲的原理（视频）

图1 拓扑互锁智能织物及刚度控制

这项技术可能为下一代智能可穿戴织物提供新的思路，可以通过织物的硬化来保护人体免受冲击或承受额外的重量。潜在的应用场景包括防弹衣、防刺背心、老年人医疗支持器，以及用于高强度运动或建筑工地等工作场所的防护外骨骼。

目前，该项研究采用的是塑料中空元件，为了进一步提高材料的刚度和强度，该团队正在研究包括铝合金在内的各种金属制成的织物，以期将这类结构用于对承载能力要求更高的大规模工业应用领域，例如桥梁或建筑物等。

形状可重构性、可调抗冲击性

原始文献：Bundell S. The smart chain mail fabric that can stiffen on demand[J]. Nature, 2021.