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TUhjnbcbe - 2022/5/27 14:54:00
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No.12

诸君,挨过揍么?摔过跤么?撞过玻璃门么?

疼么?

当然疼,哪怕是你打别人,你的手也会疼。根据牛顿第三定律—"力是相互的",你在挥出一记左勾拳的同时,对方的肌肉和骨骼也在回击你。

如果有一种神奇的东西可以让你瞬间拥有“金钟罩”“铁布衫”的功力,棍棒加身而毫发无损,任性摔跤却筋骨无伤,你想不想要?

这些奇奇怪怪的东西,就是本次上榜的黑科技——纳米智能吸能材料制成的护具,主要用于冲击防护。

先来了解一下冲击防护。

冲击防护的设计一般从材料和结构两方面来考虑,其中材料性能起关键作用。在航空飞机、机动车辆、高速列车、公路基础设施等产品或者工程中,由于设计规范的要求,对最终工程或者产品的抗冲击性能有着严苛的要求。比如,为了降低事故中车内乘客承受的冲击,汽车的内饰件、安全座椅、保险杠、吸能盒等部件对高性能抗冲击性能有着越来越高的要求。

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除此以外,在个体防护领域,也有大量冲击防护的需求,包括运动防护、劳动保护、*用防护、警用防护等。

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人类对冲击吸能材料很早就有所研究,历经天然材料、多孔材料、复合材料到智能材料等不同阶段:

01天然材料

从自然届获得的各种物质,如麦秆、木屑、稻草、树叶、纸屑、棉花等。其优势是易于获取且成本低廉,但是缓冲效果差。目前少量场合还在应用。

图片源自网络02多孔材料

利用材料加工技术,将高分子、金属、陶瓷等制备而成的各种蜂窝、泡沫等,主要利用材料具备多孔的结构特点,尽可能增加材料的界面,以吸收更多的能量,如泡沫铝。

泡沫铝是拥有无数气孔的类似泡沫状的超轻铝金属材料,具有良好力学强度和刚度,对压缩载荷的响应特征比较特殊,吸能性优异,可应用于*事设备、轨道交通、工业减震、汽车防护(如图所示)等。

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03复合材料

采用先进的复合材料改性技术,如纤维增强复合材料、高分子合金化、金属合金化等制备多种相结构和多种层级结构的复杂材料体系,通过复合材料界面吸能和协同效应来吸收能量。目前在不同的行业均有广泛的应用。

04智能材料

通过纳米材料技术,利用智能高分子材料的智能响应特性,获得优异的冲击防护功能,可以将冲击防护、柔软、透气等多种功能有机结合。

现在重点来了解纳米智能吸能材料。

这是一种由多种复合材料技术制备的,具有阻尼、吸能、减震功能的高性能高分子新型复合材料。通过多层次的材料结构设计,在分子链段、微相区、两相界面将大部分外力转化为热量,能很好地耗散冲击能量,保护人或物不受损伤。

想象一下,我任性而蛮横的打你一拳,你不再觉得疼,而是心头一热。是不是很神奇!

那到底为啥受到外力冲击的时候会热呢?来看这组摩托车骑行护背产品热成像分析图。

铁锤敲击5次,最高温度由29.5℃,提高到38.0℃。保龄球1.5米,自由落体3次,最高温度由29.4℃,提高到33.4℃。

如图所示,当冲击外力作用到纳米智能吸能材料时,大部分外力通过特殊设计的分子链运动转化为热量,部分通过微相区及两相界面转化为热量,从而可以将大部分的冲击外力的能量进行转化,并扩散到环境中。所以,好吧,小榜坦白,这种发热,是热在防护材料内外,并不是热在你的心头。

纳米智能吸能材料可应用于一次防护或者多次重复防护,也同等适用于慢速和快速冲击。

国际上,此类吸能材料的研发主要集中在DowCorning、D3OLab、Rogers等公司。其设计和开发重点主要在于材料的舒适性、防护的智能性、材料的功能性和绿色化方面,即如何在不牺牲柔性、透气性和易护理性的前提下,研制出一个能够有效地抵抗强力冲击、吸收冲击和震动的体系。

国内开展智能吸能材料研究的几家公司主要集中在珠三角。所研制的吸能材料主要是在传统材料的基础上进行一些化学改性来改善产品的吸能性能,但改进后的吸能效果与智能吸能材料相比仍然相差很大。国内市场在此类产品的研发以及生产均未形成市场竞争。

关于拓锐考

重点来了,敲黑板——

本次上榜企业——陕西拓锐考新材料科技有限公司,其团队研制的TRK纳米抗冲击智能材料,是一种新型智能响应高分子材料,具有“智能”响应特性:在未受冲击作用力时呈现柔软状态,一旦遇到外部高速冲击力,材料会迅速形成一定的微观结构,硬度迅速提高,耗散冲击能量。冲击过后,材料恢复到原始的状态,再次变得柔软,在这个过程中吸收冲击能。其特点是:

高效防护。在相同的样品和测试条件下,冲击防护效果比普通材料提升20-30%以上。

轻薄舒适。兼顾材料厚度、硬度和防护性能,可以在保持高抗冲击效果的同时,实现轻薄和舒适。

用途广泛。通过材料的改性技术,与聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、高抗冲聚丙烯(HIPP)、氯丁橡胶(CR)等材料体系进行复合,广泛应用于各种不同的场景,如运动护具、*警护具、鞋材缓冲材料和工业减震材料等,未来可应用到航空航天、轨道交通、电子电器、建筑减震等行业。

价格优势。采用批量化生产的化工原材料,原材料成本低廉,利于在不同的应用领域进行推广。

应用示例运动防护*警防护

鞋材减震

工业减震核心优势01与传统的防护材料相比,更轻巧、柔软,与防护部位贴合度更好,可大幅提高防护效果和舒适性;02拥有全部的核心技术,可正向设计,不断突破升级产品;03拥有核心国产原材料,价格更有优势,不受国际贸易形势与垄断影响;04核心成员来自西安交大博士团队;05广泛应用于运动防护、骑行服、*警防护服、工业减震、鞋材减震等领域。竞品对比

国内竞品~本材料更轻巧、柔软,与防护部位贴合度更好,防护性能提高三倍以上;

国外竞品~本材料防护性能远大于美国ROGERS公司产品,性能略优于D3O公司产品,而定价低于D3O公司同类产品的一半。

发泡产品指标对比

注塑产品指标对比

发榜丨拓锐考资金需求榜

融资金额:万

出让股份:10%

资金用途:下一阶段生产工艺、工序的优化、检测及配套设备采购;运营团队及技术人员的招聘;市场拓展、品牌推广与宣传等。

六和才财榜

重置资金、人才、项目三者的关系

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你敢揭榜吗

编撰│雅婷

设计、校对│Echo

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