陈根：软硬切换，3D打印“软猬甲”

文|陈根

软猬甲是小说里的护身宝甲，在金庸武侠小说《射雕英雄传》和《神雕侠侣》中均有出场。该甲甲胄表面满布倒刺钩，如肉掌击于其上，必为所伤，宝刀、宝剑也不能损其分毫，穿在身上，妙用无穷。

软猬甲可以追溯到三国时期蛮族人的藤甲，那时是用油浸而制，后来改进成渗加钢丝制成。据《南史》记载，蒲元为诸葛亮打造的筒袖铠帽异常坚固，二十五石弩射之不能入。这种铠甲结合南中藤甲能造出一种坚固轻便的铠甲，据说就是软猬甲的前身。金庸小说里只是在装甲的基础上加上针刺效果。

近日，美国加州理工学院的研究人员研发了一种仿“软猬甲”的高科技面料，该面料能从柔软、可弯曲的状态变成坚硬状态，实现强载重，之后还能再从坚硬的状态变回去。可以说，这一发明让小说的虚拟铠甲变为现实。

普通面料和织物的特性，通常是由材质的天然特性和编织结构共同决定。而智能面料则具有适应性，可根据外在刺激发生改变。此次设计的铠甲，由3D打印的聚合物元素（而非织物）联锁而成的面料，这种面料能在柔软和坚硬的形状间来回切换。

当处于天然状态时，这种面料易弯折，能披挂在复杂物体表面；处于压缩状态时，面料的联锁颗粒会挤在一起，坚硬度是松散状态下的25倍左右。最后得到的结构其最大载重量为自身重量的30倍以上。

该3D打印的“软猬甲”特性，预示了穿戴式可重构结构的光明前景。在进一步的的研究中其可重构面料需要贴合人体，或是能在形成复杂结构后固定住。未来，这种材质将能用于各种机器人和医疗场景，或是搭建临时避难所等。