由美国陆军研究实验室 (ARL) 资助的一项研究，成功开发出一种复合“超级泡沫”材料，其能量吸收能力是现有吸能泡沫的十倍。他们找到了一种增强开孔聚氨酯泡沫的方法，即直接在泡沫内部3D打印弹性体支柱。这种他们称之为泡沫内增材制造的工艺，结合了传统泡沫材料的特性和晶格结构的设计灵活性。

这项先进吸能材料的研发团队由德克萨斯农工大学领衔，研究人员表示，这种材料能够安全高效地分散能量，可为美军提供前所未有的保护，例如应用于头盔和防爆车辆座椅。

凭借其可调性、设计简洁性和低成本优势，这种具有超高能量吸收能力的超级泡沫还可以提升民用安全水平，例如在不增加过多重量或牺牲舒适度的前提下，应用于摩托车头盔和汽车座椅。

超级泡沫消除了成本与能量耗散能力之间的权衡

在宣布超级泡沫材料研发成功的一份声明中，该研究的负责人、德克萨斯农工大学工程学院纳米结构材料实验室主任Mohammad Naraghi博士指出，人们日常生活中接触的许多物品都部分由泡沫材料制成。

在绝大多数应用中，泡沫材料旨在通过吸收能量来缓冲冲击。该研究团队表示，这种材料的奥秘在于其结构构造。与实心材料不同，泡沫材料内部充满了微小的气囊，这些气囊会在压力下发生形变。这种形变可以耗散冲击能量，既能够用于保护运输途中的货物免受损坏，也能够减轻摩托车骑手在碰撞中受到的伤害。

超级泡沫

然而，该研究团队指出，并非所有泡沫材料都具有相同的性能。大多数低成本工业和商用泡沫内部结构杂乱无序，在丧失保护能力前的能量吸收量十分有限。虽然存在结构更规整的泡沫材料，但它们更高的能量耗散能力却带来了巨大的成本。

这导致泡沫材料的成本和质量之间需要权衡，德克萨斯农工大学的研究团队为此开发了一种名为“泡沫内增材制造”（In-Foam Additive Manufacturing，简称IFAM）的技术。

测试表明该材料兼具支撑和能量耗散的双重能力

据美国陆军研究实验室（ARL）战略聚合物增材制造团队负责人Eric Wetzel博士介绍，IFAM是一种"由计算机驱动的简易制造工艺"，使团队能够直接在传统的低成本开孔泡沫材料内部构建定制的弹性体骨架。在构建弹性体内部骨架时，IFAM工艺使团队能够精准调控内部骨架的间距、角度和弹性。最终，他们将有序的塑料支撑网络直接嵌入到普通泡沫材料中，赋予其超强的能量耗散能力。

定制衬垫的能量吸收能力提升十倍，舒适度亦可调谐

在讨论潜在军事应用时，研究人员强调了吸能材料在防弹头盔和防爆座垫中已发挥的关键作用。因此增加一种能量吸收能力提升十倍、不增加重量、能减少伤害并可能挽救生命的超级泡沫，不仅是工程学的双赢，更是一个"无需犹豫的选择"。

"我们并非简单给军用头盔增加防护层，而是在打造一种复合防护层，它比现有衬垫更具韧性，同时轻便到可全天佩戴而不感到疲劳。"

除了能预防"仍是美国陆军重大关切"的头部和脑部损伤外，超级泡沫还可针对舒适度进行优化。

"借助我们的混合泡沫，你可以根据个人偏好对衬垫的不同区域进行调整。例如颈部区域硬些，背部软些，腿部中等硬度。完全可以依据个人需求、舒适度和生理特征进行定制。"

研究人员还指出，制造超级泡沫的IFAM工艺"易于转化到规模化实际生产中"。例如，超级泡沫可提升自行车、摩托车或各类运动头盔的防护能力。