应科院仿生发泡材料可吸收75% 冲击力,同时保持全天舒适佩戴

到2030年,全球60岁或以上人口将达到14亿。跌倒导致的髋部骨折,是对长者最具破坏性的伤患之一,但传统防护装备却面对两难:做得够厚才能保护,却没有人愿意佩戴;做得舒适,保护效果又大打折扣。

舒适与防护的两难

传统防护材料如泡棉、橡胶和凝胶,为了提高保护能力,厚度增加,导致闷热、笨重、不舒适,许多长者因此干脆拒绝佩戴;较薄的设计则牺牲了安全性。更糟的是,大部分物料不防水,在浴室等湿滑的高风险环境中几乎无用武之地。

同样的挑战也困扰著工业安全设备和运动护具:如何设计既能自然活动,又能吸收严重冲击的装备?

向珊瑚取经

应科院的智能防护物料(SPM)应用于屡获殊荣的 NuHip 护髋产品,从意想不到的地方取得灵感:珊瑚的双连续相互联结构。研究团队开发了一种仿生超材料,结合硬质的三维微骨架与具有拉胀特性的矽胶发泡体,创造出真正崭新的物料。

在日常穿戴中,SPM材料的柔软度比传统防护物料柔软80%。它能舒适地贴合身体轮廓,与布料无缝结合,让使用者步行、坐下和睡眠时都不感不适,解决了长期困扰长者防护产品的依从性问题。

当冲击突然来袭时,SPM的内部结构便会即时反应,藉三维骨架和拉胀矽胶迅速分散和吸收动能。测试显示,NuHip可将10,000牛顿的高风险冲击力降低至2,500牛顿以下,冲击吸收率达75%,远超传统泡棉的50%。闭孔矽胶结构还提供完全防水功能,将保护延伸至最常发生跌倒的潮湿环境。

通用产品 贴合个人需要

SPM的一大突破在于其贴合度,成功解决了防护装备在适配不同体形和尺寸上的难题。传统产品需要为个别使用者量身打造专属产品,往往需要昂贵的开模和制造工序;而对生产商而言,小批量订制既缺乏成本效益,也增加了库存管理的负担。

SPM采用了热触发形状记忆技术,将物料加热至 50-60°C 时,内部骨架会暂时软化,可塑造成任何轮廓。冷却后,订制形状便会锁定。一个标准化产品,变得无限可能。

超越护髋应用

应用了SPM技术的NuHip在长者护理的应用领域中屡获殊荣,包括 2025年R&D100奖和2026年爱迪生奖。然而,这项技术的潜力远不止于此,SPM还可与布料、橡胶和塑胶基材结合,开拓更广泛的市场应用。

工业安全设备可获得既保持灵活性又具防护力的防撞手套和缓冲垫。运动护具可变得更轻盈却更有效。电子产品、物流和医疗器械,均可受惠于这种轻量、耐温且具成本效益的缓冲物料。

人们真正愿意佩戴的防护

技术的进步不仅体现在实验室中数据,真正的价值在于解决现实生活中的需求。长者不愿佩戴传统护髋产品并非固执,而是对不舒适、不实用产品的理性反应。

SPM 同时解决了舒适、防护、适应性和防水问题,既重视使用者的实际体验,又能提供可量化验证、更卓越的安全防护效果。随着制造技术日益成熟,以及持续深化产业合作,这项本地研发的创新科技有望重新定义银发经济以至更广泛领域的防护方案。

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