柚子帽是真的！BMW 參考柚子皮結構做防護配件，保護性能提升 20%

【Technews科技新報】為了提升配件更好的防護功能，寶馬（BMW）和七家德國企業及學研單位合作，花了三年時間進行「生物啟發安全系統」（BISS）計劃，試圖從大自然的設計中找到更強的保護措施，最終找到了適合的東西：柚子皮。

對於習慣在中秋節吃柚子、戴柚子帽的華人來說，這聽起來可能有些不正經，但至少寶馬很正經。他們在 BISS 項目下透過研究柚子皮製造的新材料，比舊有材質的防護性能提升了 20%。

這項研究是由寶馬聯合阿迪達斯（adidas）、ORTEMA、phoenix、uvex 及三家學研單位合力進行，德國政府也透過聯邦教育及研究部（BMBF）資助了這個項目。

柚子有非常厚實的外皮提供保護，即使從樹高處掉下來，柚子表皮也不會破裂，內部果肉也完好如初，同時柚子的厚皮還非常輕盈。

之所以有這種獨特保護性，是因為柚子皮是一種拉脹材料（auxetic materials），應力－應變行為與傳統材料完全不同；在遭遇壓力的情況下，傳統結構往往變得更薄，拉脹材料則會因壓縮變得更厚。

寶馬認為，類似柚子的組織結構能提供高效的衝擊保護作用，除了柚子以外，研究人員也針對魚鱗、鱷魚皮質鱗片的保護方法進行了許多研究。

研究的初步階段，團隊先是分析這些保護機制的組織結構、細胞結構及其功能，並探討是否適用於工業製品，隨後再試圖製造出相應的纖維複合材料，層狀結構和纖維順向度（fibre orientation）。

參考柚子、魚鱗、鱷魚皮等自然組織結構製成的防護設備假想圖。

在這種創新保護材料之下，團隊開始研究過去難以同時達成的功能：撞擊保護、抗穿透性及阻尼（damping，減緩振動）效果，而結果好得遠遠超乎團隊預期。

身為體育體育用品製造商，uvex 和阿迪達斯則理所當然想到在體育用品應用上的顯著優勢。

運用這種材料，uvex 已研發出新型滑雪、自行車頭盔，緩衝性能較常規材料好上 10%~20%，遠高於現有的安全要求。阿迪達斯相信，這份研究為未來籃球、足球員的防護衣打開了新的大門。

寶馬的技術預測專家認為，這些新型材料是能提升員工防護的全新方法，製成的手套和保護配件可用來防止產線作業員受銳利車身零件傷害，而材料的輕盈、透氣和靈活性，也能讓人員的活動不會受到限制。

潛在的應用也包含機車騎士的相關防護配件。以這種仿生材料製成的安全帽、防撞裝備，在提供同樣保護能力的狀況下，能夠比市場的常規型號輕盈許多。

參考大自然產物設計出來的原型材料，比目前使用的材料更輕、更堅固、更穩定，除了能發揮更高的保護功能，結構組織也節省了材料，讓成本更低廉，也能用於預期目的。

透過聯合開發者之一 phoenix，企業對 3D 數據及 3D 列印產品開發的了解，運用疊層製造（ALM）和快速成形技術，產品將可直接運用創新材料來快速、平價的生產。

（圖片來源：innovationsmanufaktur新聞稿）

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