近日，伦敦帝国理工学院开发的新材料Armourgel（智能盔胶）出现在新闻媒体各大头条，这种材料以其超级强大的防护功能受到各界的关注。相关科研人员指出，Armourgel是一种质地非常柔软、轻便的几何状凝胶材料，却拥有受到碰撞时迅速变硬吸收能量的逆天性能。在公布的一段视频中大家看到在该新材料的保护下，用锤子也无法轻易击碎西瓜；甚至用箭射气球，也能保证气球完好无损。如此强大的防护功能，它的原理究竟是什么？

原来它是由两种人造材料组成。

一个是聚硼二甲基硅氧烷，它是一种应变速率敏感材料，柔软且易流动，因此它可以随着身体的肌肉组织移动，但是当你受到撞击的时候，它会瞬间变硬。

研发人员将其与另一种拉胀材料相结合，制作成这种几何状凝胶。这种拉胀材料在受到撞击后，其内部的分子结构就会折叠，它本身也会折叠起来。

就是这两种材料的协同作用，使 Armourgel 具备了极佳的能量吸收性能。

这种材料发明最初的原因，是主要针对老年人意外摔倒而产生伤害来进行预防，老年人的骨头往往比年轻人更脆弱，研究人员用将这种材料制作为一种轻便的内衣或衬垫放在老年人的衣服内部。当重物碰到脆弱的骨头时 Armourgel会阻挡了重物的冲击，进而对下方硬表面的骨头起到保护作用。Armourgel拥有强大的防护能力，用其制成的防护装备也比一般市场上的材料具有突出的优越性，首先它要比目前正在销售的其它防护材料要薄得多。制成的防护手套、护膝、护肘和靴子等等有能给人们带来有效的保护，还有许多呼声，希望将此材料运用在防弹衣上，这样战场上就能够减少伤害，但也有相关专业人员指出，防弹衣柔软材料是高性能纤维，而这种材料的有效成分不是纤维，而是液体，原理不同，防弹衣要求是能抵挡尖锐物品骤然猛烈的冲击，对于性能要求更高。

对于这种新材料，许多人质疑它是披着“非牛顿流体”得外衣，确实，这种“遇强则强”的操作与非牛顿流体相似，以前也有报道用非牛顿流体材料制成的液体防弹衣比一般的防弹衣对比效果更佳，防弹、防刺、减震能力都大大提升，现在飞牛顿流体原理广泛用于国防军工，满足尖端武器的研制需要，还可在更广泛的领域投入应用，包括防护装备、塑形缓冲、减震器、高速列车、生产机床、土木工程、体育器材等领域。

遇强则强，这种材料的发明也是人类的一种福祉，未来希望在科技发展的助攻下新材料Armourgel能够“克服”缺陷，在更多防护领域发光发热，未来取代传统纤维防弹衣也不是不可能实现哦！

未来的新材料！懂行的请进！

受全球新冠肺炎疫情影响，一些长居国外的中国公民无法及时回国办理涉及人身关系和重大财产权益的公证文书。

据外交部领事司微信公众号“领事直通车”4月29日消息，为给海外同胞纾困解忧，节省办理此类公证的时间和经济成本，外交部组织驻外使领馆与国内公证机构合作开展海外远程视频公证，自2022年5月5日，海外远程视频公证将在60余个驻外使领馆实施。

易保全通过为公证处搭建“业务公证”系统，通过“视频双录”功能，可实现“公证远程受理”和“智能网上办证”等服务，通过人脸识别、人证比对、电子签名、实时文书制作、全程录音录像、区块链存证、全证据链记录等技术手段，实现“网上办、不见面、零接触、一次都不跑”公证服务新模式。

一方面，帮助公证处在办证流程上做“减法”，在服务模式上做“加法”，为公证处与办证当事人创建公证“高速通道”，便利用户在线办理委托授权公证等公证业务。

支持公证人员在线与申请人采用多人视频连线的方式进行沟通并实时区块链存证，权威司法机构同步记录存证时间、视频及其他存证材料，可在线下载证据包（包含：通话过程视频记录、通话过程实录截图），还可记录当事人的通话录音、微信等通讯软件的沟通截图等相关证据材料，通过“证据备案号”在相关司法机构官网实时在线查询、验证，确保远程视频公证的合法性和真实性。

另一方面，可以便利海外侨胞在线办证，有效解决疫情时期无法回国办理公证事项的难题，申请人在线提交办证申请，公证员在线受理，发起视频连线，进行远程视频公证，申请人在线完成人脸识别、身份验证，对收到的文件进行确认并签署姓名，视频完成后，可在线申请出具电子或纸质公证书，精简办证流程的同时，确保远程视频公证事项的真实性和提升办证的便捷性。

远程视频公证实现了从线下坐堂办证到线上“零接触”办证的变迁，有效解决了群众异地办证难、海外侨胞办证难的问题，让公证处可以更加便捷地提供便民服务，也让群众切实感受到“互联网+公证”的速度与温度。

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现在的汽车制造业

主要采用钢 铁 铝

这些材料会严重影响未来地球资源

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又具备以上特点

车身新材料的种类

高强度钢板

从前的高强度钢板，拉延强度虽高于低碳钢板，但延伸率只有后者的50％，故只适用于形状简单、延伸深度不大的零件。现在的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素，经各种处理轧制而成，其抗拉强度高达420N/mm2，是普通低碳钢板的2～3倍，深拉延性能极好，可轧制成很薄的钢板，是车身轻量化的重要材料。到2000年，其用量已上升到50%左右。中国奇瑞汽车公司与宝钢合作，2001年在试制样车上使用的高强度钢用量为262kg，占车身钢板用量的46%，对减重和改进车身性能起到了良好的作用。

低合金高强度钢板的品种主要有含磷冷轧钢板、烘烤硬化冷轧钢板、冷轧双相钢板和高强度1F冷轧钢板等，车身设计师可根据板制零件受力情况和形状复杂程度来选择钢板品种。

含磷高强度冷轧钢板：含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车外板、车门、顶盖和行李箱盖升板，也可用于载货汽车驾驶室的冲压件。主要特点为：具有较高强度，比普通冷轧钢板高15％～25％；良好的强度和塑性平衡，即随着强度的增加，伸长率和应变硬化指数下降甚微；具有良好的耐腐蚀性，比普通冷轧钢板提高20％；具有良好的点焊性能；

烘烤硬化冷轧钢板：经过冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理，屈服强度得以提高。这种简称为BH钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度，是车身外板轻量化设计首选材料之一；

冷轧双向钢板：具有连续屈服、屈强比低和加工硬化高、兼备高强度及高塑性的特点，如经烤漆后其强度可进一步提高。适用于形状复杂且要求强度高的车身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件，如车门加强板、保险杠等；

超低碳高强度冷轧钢板：在超低碳钢（C≤0.005％）中加入适量的钛或铌，以保证钢板的深冲性能，再添加适量的磷以提高钢板的强度。实现了深冲性与高强度的结合，特别适用于一些形状复杂而强度要求高的冲压零件。

轻量化迭层钢板

迭层钢板是在两层超薄钢板之间压入塑料的复合材料，表层钢板厚度为0.2～0.3mm，塑料层的厚度占总厚度的25％～65％。与具有同样刚度的单层钢板相比，质量只有57％。隔热防振性能良好，主要用于发动机罩、行李箱盖、车身底板等部件。

铝合金

与汽车钢板相比，铝合金具有密度小（2.7g/cm3）、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生等优点，技术成熟。德国大众公司的新型奥迪A2型轿车，由于采用了全铝车身骨架和外板结构，使其总质量减少了135kg，比传统钢材料车身减轻了43％，使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奥迪A8通过使用性能更好的大型铝铸件和液压成型部件，车身零件数量从50个减至29个，车身框架完全闭合（见图1）。这种结构不仅使车身的扭转刚度提高了60%，还比同类车型的钢制车身车重减少50%。由于所有的铝合金都可以回收再生利用，深受环保人士的欢迎。

根据车身结构设计的需要，采用激光束压合成型工艺，将不同厚度的铝板或者用铝板与钢板复合成型，再在表面涂覆防腐蚀材料使其结构轻量化且具有良好的耐腐蚀性。

镁合金

镁的密度为1.8g/cm3，仅为钢材密度的35％，铝材密度的66％。此外它的比强度、比刚度高，阻尼性、导热性好，电磁屏蔽能力强，尺寸稳定性好，因此在航空工业和汽车工业中得到了广泛的应用。镁的储藏量十分丰富，镁可从石棉、白云石、滑石中提取，特别是海水的盐分中含 3.7%的镁。近年来镁合金在世界范围内的增长率高达20％。

铸造镁合金的车门由成型铝材制成的门框和耐碰撞的镁合金骨架、内板组成。另一种镁合金制成的车门，它由内外车门板和中间蜂窝状加强筋构成，每扇门的净质量比传统的钢制车门轻10kg，且刚度极高。随着压铸技术的进步，已可以制造出形状复杂的薄壁镁合金车身零件，如前、后挡板、仪表盘、方向盘等。

泡沫合金板

泡沫合金板由粉末合金制成，其特点是密度小，仅为0.4～0.7g／cm3，弹性好，当受力压缩变形后，可凭自身的弹性恢复原料形状。泡沫合金板种类繁多，除了泡沫铝合金板外，还有泡沫锌合金、泡沫锡合金、泡沫钢等，可根据不同的需要进行选择。由于泡沫合金板的特殊性能，特别是出众的低密度、良好的隔热吸振性能，深受汽车制造商的青睐。目前，用泡沫铝合金制成的零部件有发动机罩、行李箱盖等。

蜂窝夹芯复合板

蜂窝夹芯复合板是两层薄面板中间夹一层厚而极轻的蜂窝组成。根据夹芯材料的不同，可分为纸蜂窝、玻璃布蜂窝、玻璃纤维增强树脂蜂窝、铝蜂窝等；面板可以采用玻璃钢、塑料、铝板和钢板等材料。由于蜂窝夹芯复合板具有轻质、比强度和比刚度高、抗振、隔热、隔音和阻燃等特点，故在汽车车身上获得较多应用，如车身外板、车门、车架、保险杠、座椅框架等。英国发明了一种以聚丙烯作芯，钢板为面板的薄夹层板用以替代钢制车身外板，使零件质量减轻了50%~60%，且易于冲压成型。

工程塑料

与通用塑料相比，工程塑料具有优良的机械性能、电性能、耐化学性、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性等特点，且比要取代的金属材料轻、成型时能耗少。二十世纪七十年代起，以软质聚氯乙烯、聚氨酯为主的泡沫类、衬垫类、缓冲材料等塑料在汽车工业中被广泛采用。福特公司开发的LTD试验车，塑料化后的车身取得了轻量化方面的明显成果（见表2）。

中国工程塑料工业普遍存在工艺落后、设备陈旧、规模小、品种少、质量不稳定的状况，而且价格高，缺乏市场竞争力。工程塑料在汽车上的应用仅相当于国外上世纪八十年代的水平。如上海桑塔纳轿车塑料用量仅为2.86kg/辆，红旗CA7228型轿车为2.4kg/辆，而日本轿车平均为14kg/辆，宝马则更高，为35.64kg/辆。但这种局面将很快被打破，由上海普利特复合材料有限公司投资新建、国内最大的汽车用高性能ABS工程塑料生产基地日前在上海建成投产。此项目引进了世界先进的工程塑料生成线和试验检测仪器等设备，形成了年产15,000吨高性能ABS工程塑料的能力。

高强度纤维复合材料

高强度纤维复合材料，特别是碳纤维复合材料（CFRP），因其质量小，而且具有高强度、高刚性，有良好的耐蠕变与耐腐蚀性，因而是很有前途的汽车用轻量化材料。碳纤维复合材料在汽车上的应用，美国开展的最好。

二十世纪八十年代后期，复合材料车身外覆件得到大量的应用和推广，如发动机罩、翼子板、车门、车顶板、导流罩、车厢后挡板等，甚至出现了全复合材料的卡车驾驶室和轿车车身。据统计，在欧美等国汽车复合材料的用量约占本国复合材料总产量的33％左右，并继续呈增长态势，复合材料作为汽车车身的外覆件来说，无论从设计还是生产制造、应用都已成熟，并已从车身外覆件的使用向汽车的内饰件和结构件方向发展。图2为法国SORA公司为雷诺汽车公司开发的全复合材料轿车车身和重型卡车驾驶室。上海通用柳州汽车公司和东风公司计划推出全复合材料车身的家庭用小轿车。

车身新材料应用的现状

目前，国内外车身轻量化的研究方向是开发具有较高强度的轻质高性能新材料及设计新的轻量化结构。通过多年的探索，已取得了新的进展。德国大众九十年代末开发的路波TDI车型就是采用新设计、新材料、新工艺的综合成果。

TDI所有车身部件都是轻质金属制成的，包括前挡泥板、车门、发动机罩和尾门，其中尾门的金属外层是铝质，内板是镁制成的。汽车的内部设备许多也是轻质金属制成的，如，座椅的框架由铝制成，方向盘的内骨架是镁制成。乘客舱和发动机室之间组合隔板是铝质的。支撑结构通常也是由高强度的薄板金属制成的。

为解决新材料的防腐蚀保护和连接，大众采用创新的冲孔铆接法、迭边压接、激光钎焊等技术。

路波TDI的自重为830kg，包括417kg（50.5％）的钢、136kg轻质金属（16.4％，包括3.7kg的镁）、116kg塑料（14.0％）。在保证车身抗扭刚度、使用寿命和安全性的前提下，车身的重量减轻了50kg，汽车的总重减轻了154kg。由于汽车自重大幅度减轻，使得百公里油耗降至2.99升，总能量消耗只是传统汽车的一半。这意味着二氧化碳的排放量也将减少一半，碳氢化合物的排放量降到四分之一，是典型的环保型轿车，也是世界上批量生产的最经济轿车之一。

新材料应用的发展趋势

新材料回收再用性的研究

研究汽车新材料的最终处置问题至关重要，从某种程度上讲，关系到它的生存与发展。目前，汽车上约占自重25％的材料无法回收再用，其中三分之一为各种塑料，三分之一为橡胶，还有三分之一为玻璃、纤维。鉴于这种情况，世界各国都花费大量的人力、物力进行材料的回收再生问题的研究。现在可以通过三种途径进行回收：颗粒回收，重新碾磨；化学回收，高温分解；能源回收，将废弃物作为燃料。

德国在回收塑料等材料的法规是世界上最为完善的，其管理方式非常明确，即首先是避免产生，然后才是“循环使用”和“最终处理”。1991年规定回收塑料中的60％必须是机械性回收，另有40％可以机械回收，也可以采用填埋或能量回收的方式。通过十年的努力，现在的回收率已高达87％。日本是循环经济立法最全面的国家，其目的是建立一个资源“循环型社会”。为此，日本对废旧塑料的回收利用一直保持积极态度。此外，日本还大力支持以废塑料为主的工业垃圾发电事业。计划到2010年在全国建立150个废塑料发电设备。

减少材料的品种

未来汽车在工程塑料类型的选择上将会发生巨大的变化。目前汽车使用的塑料由几十种高分子材料组成，当前世界各大汽车公司致力于减少车用塑料的种类，并尽量使其通用化。这将有利于材料的回收再生和生态环境的保护。

降低成本

制约汽车车身新材料应用的重要因素是价格。作为主要新材料的高强度钢、玻璃纤维增强材料、铝和石墨增强，其成本分别为普通碳钢的1.1倍、3倍、4倍和20倍。所以只有大幅度降低这些新材料的制造成本，才可能使诸多新材料进入批量生产。如玻璃纤维增强材料将在成本上成为钢材的有力竞争者，虽然它的重量减轻有限，但价格却能为用户接受。石墨合成材料尽管性能良好，但因其成本居高不下，目前它在汽车工业上很难有所作为。

先进的制造工艺的研发

采用新材料与先进的制造工艺是相辅相成的，汽车工业正在努力开发新的制造方法，对传统的工艺进行更新。例如：适用于轻量化设计的连接工艺今年来有所发展，如德国某汽车公司在大批生产的轿车上采用CO2激光束焊接，与传统的焊接工艺相比，焊接成的高强度钢板车身的强度提高了50％。又如，一些复合材料的SMC壳体的材料较厚，大约为2.5～3mm，限制了轻量化的幅度。法国雷诺公司采用新的A级表面精度的SMC模压技术和低密度填料，减薄了零件厚度，使轿车壳体重量比普通SMC工艺下降了30％。

车身设计方法的革命

据欧洲汽车界人士预测，在今后十年中，轿车自身质量还将减轻20％，除了大量采用复合材料和轻质合金外，车身设计方法也将发生重大变化。

由于大量采用新型材料，传统的车身结构及其设计方法可能不再适用，取而代之的是一种基于生物学增长规律的形状优化设计法，这种设计方法即能减少零件质量，又延长了零件的使用寿命。此外，采用新的设计方法还能使车身零件数大幅度减少。如某车型的零件数已由400个减少到75个，质量减轻30％。美国克莱斯勒汽车公司尚未投放市场的概念车由于采用了创新的优化设计法，使整车自重降至544kg。这说明轻量化设计具有极大的潜力。

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参考资料：

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