当古代战场的锁子甲遇上现代电磁隐身技术,会碰撞出怎样的科技火花?南京理工大学团队在《Science Advances》发表的重磅研究,给出了令人惊叹的答案 —— 他们受古代锁子甲和孙悟空 "金刚不坏之身 + 隐身神通" 的双重启发,研发出一种刚性 - 柔性互锁的超结构隐身蒙皮,完美解决了复杂曲面 conformal 隐身、承载与多功能集成的技术难题,为航空航天、可穿戴设备等领域带来革命性突破。
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一、痛点直击:传统隐身材料的 "两难困境"
在先进航空航天和智能装备领域,隐身材料一直面临三大核心挑战:
机械性能矛盾:刚性材料承载强但无法适配复杂曲面,柔性材料贴合好却易损坏、难承重;
电磁性能局限:宽频带强吸收与机械柔韧性难以兼顾,传统材料要么隐身频段窄,要么易受入射角度、极化方向影响;
集成效率低下:隐身、通信、透光等功能难以模块化整合,缺乏通用设计方案。
就像飞机机翼既要抵御气流冲击,又要实现雷达隐身,还得预留通信窗口,传统材料始终难以平衡这些需求。而南京理工大学团队的锁子甲式设计,从结构根源上破解了这一困局。
二、设计巧思:锁子甲的 "现代科技转生"
1. 结构设计:离散单元 + 拓扑互锁
研究团队摒弃了传统连续材料或固定连接结构,采用大量离散的轻质三角棱柱单元,每个单元底部设有六个互锁挂钩,通过拓扑结构实现单元间的紧密咬合。这种设计带来两大核心优势:
刚柔协同:面内方向具备高刚度,能有效吸收冲击载荷;面外方向展现高柔韧性,可实现弯曲、拉伸等多种变形;
无限适配:离散单元如同 "流体",可拼接成任意尺寸形状,突破制造设备限制,无论是可展曲面(圆柱面,K=0)还是不可展曲面(抛物面、鞍面,K≠0),都能实现完美 conformal 贴合。
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2. 材料与工艺:3D 打印 + 功能梯度
该超结构采用 3D 打印技术制造,核心功能单元选用碳基复合材料(CB-PLA),其优异的介电性能为电磁吸收提供保障。通过精准调控单元壁厚度分布(t₁
值得一提的是,这种模块化设计支持 "即插即用",可将电磁吸收、微波透明、光学透明等不同功能单元无缝集成,如同搭积木般实现功能定制。
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