据外媒New Atlas报道，材料的微观结构对其吸收冲击的能力发挥着巨大的作用。现在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）的研究人员发现了一种特别好用的结构。该团队3D打印了立方体，立方体内部有分形空隙，这可能是头盔、盔甲和其他防护用品中新材料的有用结构。
需要抗震的材料通常在结构上有空隙，以帮助消散冲击波。但这些结构的具体形状仍在实验中，研究人员正在测试“纳米泡沫”、人字形、蜂窝和微晶格局等。对于这项新研究，LANL的研究人员调查了分形。这些错综复杂的图案由在越来越小的尺度上重复的结构组成，在这种情况下，这意味着具有中空孔洞的立方体点缀其中。
该团队3D打印了刻有分形空洞的塑料立方体，其细节程度各不相同。然后，他们以大约670英里/小时(1078公里/小时)的速度向它们发射冲击器，测试每种设计的抗冲击能力。研究人员发现，结构越复杂的立方体，其消散冲击波的能力越强。其中一些立方体比相同材料制成的实心立方体的工作效果好5倍之多。
研究小组表示，这种分形空隙立方体的结构可以为车辆、头盔、防弹衣以及其他可能需要抵御冲击波的东西提供新的保护材料。
尽管如此，研究人员承认，目前的设计不一定是最有效的。接下来，该团队正在借助优化算法研究其他空隙形状和结构。
“这项工作的目标是操纵冲击波产生的波浪相互作用，”该研究的主要作者Dana Dattelbaum说。“如何做到这一点的指导原则还没有得到很好的定义，当然与加成制造材料的机械变形相比，更不可能。我们正在定义这些原则，由于先进的、中尺度的制造和设计。”
该研究将发表在《AIP Advances》杂志上。