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柔中帶剛:珊瑚仿生物料締造無負擔防護

應科院仿生發泡材料可吸收75% 衝擊力,同時保持全天舒適佩戴

到2030年,全球60歲或以上人口將達到14億。跌倒導致的髖部骨折,是對長者最具破壞性的傷患之一,但傳統防護裝備卻面對兩難:做得夠厚才能保護,卻沒有人願意佩戴;做得舒適,保護效果又大打折扣。

舒適與防護的兩難

傳統防護材料如泡棉、橡膠和凝膠,為了提高保護能力,厚度增加,導致悶熱、笨重、不舒適,許多長者因此乾脆拒絕佩戴;較薄的設計則犧牲了安全性。更糟的是,大部分物料不防水,在浴室等濕滑的高風險環境中幾乎無用武之地。

同樣的挑戰也困擾著工業安全設備和運動護具:如何設計既能自然活動,又能吸收嚴重衝擊的裝備?

向珊瑚取經

應科院的智能防護物料(SPM)應用於屢獲殊榮的 NuHip 護髖產品,從意想不到的地方取得靈感:珊瑚的雙連續相互聯結構。研究團隊開發了一種仿生超材料,結合硬質的三維微骨架與具有拉脹特性的矽膠發泡體,創造出真正嶄新的物料。

在日常穿戴中,SPM材料的柔軟度比傳統防護物料柔軟80%。它能舒適地貼合身體輪廓,與布料無縫結合,讓使用者步行、坐下和睡眠時都不感不適,解決了長期困擾長者防護產品的依從性問題。

當衝擊突然來襲時,SPM的內部結構便會即時反應,藉三維骨架和拉脹矽膠迅速分散和吸收動能。測試顯示,NuHip可將10,000牛頓的高風險衝擊力降低至2,500牛頓以下,衝擊吸收率達75%,遠超傳統泡棉的50%。閉孔矽膠結構還提供完全防水功能,將保護延伸至最常發生跌倒的潮濕環境。

通用產品 貼合個人需要

SPM的一大突破在於其貼合度,成功解決了防護裝備在適配不同體形和尺寸上的難題。傳統產品需要為個別使用者量身打造專屬產品,往往需要昂貴的開模和製造工序;而對生產商而言,小批量訂製既缺乏成本效益,也增加了庫存管理的負擔。

SPM採用了熱觸發形狀記憶技術,將物料加熱至 50-60°C 時,內部骨架會暫時軟化,可塑造成任何輪廓。冷卻後,訂製形狀便會鎖定。一個標準化產品,變得無限可能。

超越護髖應用

應用了SPM技術的NuHip在長者護理的應用領域中屢獲殊榮,包括 2025年R&D100獎和2026年愛迪生獎。然而,這項技術的潛力遠不止於此,SPM還可與布料、橡膠和塑膠基材結合,開拓更廣泛的市場應用。

工業安全設備可獲得既保持靈活性又具防護力的防撞手套和緩衝墊。運動護具可變得更輕盈卻更有效。電子產品、物流和醫療器械,均可受惠於這種輕量、耐溫且具成本效益的緩衝物料。

人們真正願意佩戴的防護

技術的進步不僅體現在實驗室中數據,真正的價值在於解決現實生活中的需求。長者不願佩戴傳統護髖產品並非固執,而是對不舒適、不實用產品的理性反應。

SPM 同時解決了舒適、防護、適應性和防水問題,既重視使用者的實際體驗,又能提供可量化驗證、更卓越的安全防護效果。隨着製造技術日益成熟,以及持續深化產業合作,這項本地研發的創新科技有望重新定義銀髮經濟以至更廣泛領域的防護方案。

了解更多: corporate@astri.org