美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)出一種金屬發(fā)泡復(fù)合材料，旨在提升汽車事故中的乘員保護(hù)性能。該材料由不銹鋼基材與內(nèi)部嵌入的數(shù)千個(gè)中空不銹鋼球構(gòu)成。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中車輛結(jié)構(gòu)件在事故中發(fā)生局部大幅彎曲不同，該復(fù)合結(jié)構(gòu)通過(guò)受控變形逐步吸收碰撞能量，從而延長(zhǎng)減速過(guò)程，減少傳遞至乘員室的沖擊力。

研究團(tuán)隊(duì)利用計(jì)算機(jī)模擬對(duì)比了三種耐沖擊梁設(shè)計(jì)：長(zhǎng)方形鋼梁、現(xiàn)代轎車常用的雙八角形鋁梁，以及新型鋼制發(fā)泡體填充結(jié)構(gòu)。在時(shí)速約88公里的模擬碰撞中，采用鋼制發(fā)泡體的結(jié)構(gòu)相比雙八角形鋁梁，Zui大沖擊力和Zui大減速度降低約38%，與碰撞嚴(yán)重度和頭部損傷風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的指標(biāo)下降約45%。相比之下，傳統(tǒng)長(zhǎng)方形鋼梁在撞擊后完全壓縮并傳遞巨大力量，而發(fā)泡體設(shè)計(jì)使對(duì)應(yīng)指標(biāo)降低約84%，碰撞嚴(yán)重度評(píng)估降至約1/16，頭部損傷指數(shù)降至約1/6。

模擬還顯示，新設(shè)計(jì)首次達(dá)到危險(xiǎn)臨界閾值的車速約為96公里/小時(shí)（基于高傷害指數(shù)HIC計(jì)算則約為124公里/小時(shí)），比對(duì)照的鋁梁設(shè)計(jì)高出約34%至40%

研究團(tuán)隊(duì)同時(shí)關(guān)注該材料在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。電動(dòng)車電池包不僅需防機(jī)械變形，還需應(yīng)對(duì)熱失控與火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。金屬發(fā)泡復(fù)合材料具備耐熱、耐火及優(yōu)異的能量吸收特性，被視為未來(lái)電池防護(hù)結(jié)構(gòu)的候選方案。

需注意的是，當(dāng)前結(jié)果均基于計(jì)算機(jī)模擬得出，尚未開(kāi)展實(shí)車物理碰撞測(cè)試。現(xiàn)有模型也未完全還原安全帶、安全氣囊及碰撞假人等影響人體保護(hù)的實(shí)際變量，因此主要反映不同梁設(shè)計(jì)的能量吸收差異，而非整車綜合安全評(píng)價(jià)。研究團(tuán)隊(duì)下一步將依據(jù)美國(guó)國(guó)家道路交通安全局（NHTSA）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行物理試驗(yàn)，待實(shí)地驗(yàn)證充分后，方可全面評(píng)估其商用裝車前景。