科学研究发现，海螺壳的内部结构非常独特，包含三个不同层次，导致微裂纹难以扩散，因此具有超强的耐用性和抗断裂性，它的韧性甚至能够达到珍珠层的10倍。研究人员表示，采用海螺壳类似结构的材料具有类似Z字形的矩阵，裂缝传播困难。
经验证，具有海螺形状和十字交叉特征几何结构的材料，其防裂纹扩展性能是最强基材的1.85倍，是传统纤维复合材料的1.7倍。这一特性使得这种材料非常适合用于制备抗冲击防护头盔或人体装甲，用3D打印技术制备材料能够更好的满足用户的个性化需求。
之所以用3D打印制备这类材料，是因为用传统方法很难仿制出像海螺壳那样的材料。麻省理工学院的研究人员对3D打印的仿海螺壳工程材料进行了有效测试。 研究团队尝试对具有不同层次结构的材料进行了调整。对于这类特殊材料来说，微结构显得特别重要，三层材料的最高层比底层远远强得多，这与实际海螺壳类似。
研究小组利用3D打印技术制造出能够精确控制其内部结构的复合材料进行测试。借助于3D打印的样件，研究人员制造了与计算机模拟完全相同的几何结构。
这项研究得到了美国海军研究局、国防科学与工程研究生奖学金、国防大学研究仪表测量设备设施计划（DURIP）、军人纳米技术研究所（ISN），以及加拿大自然科学与工程研究理事会的支持。相关研究成果已经在《Advanced Materials》刊登。
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