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从柚子皮和鱼鳞中获得灵感,应用仿生学研究成果——宝马研发出创新材料用于安全防护

(慕尼黑/北京)一颗柚子能够带来怎样的启迪?近期,宝马研究人员及其合作伙伴给出了答案。宝马集团主导的仿生学研究项目BISS(Bio-Inspired Safety System)取得新成果。研究人员花费三年时间,从大自然获得灵感,研制出更轻便、更坚韧、更稳定的新型材料,其保护性能提升了20%,可用于制造防护服、头盔等保护装置。

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灵感源于大自然,提升防撞、防冲击和减震性能

 

仿生学是研究生物系统的结构和性质,为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学。仿生学对汽车的发展起到了巨大的推动作用。宝马集团是这一领域的创新先锋,在车辆设计、新材料研发和应用上向大自然汲取灵感,在汽车设计和材料选择等方面不断推动行业进步。宝马的研究人员曾经借鉴马的骨骼结构,研制出轻质的车身结构;也曾模拟海豚和企鹅的身材,打造 BMW H2R 氢燃料概念车的流线外型,实现了极低的风阻系数。

 

这一次,宝马研究人员把目光投向了柚子,他们注意到,柚子即使从高处坠落也不会摔裂,果肉也几乎不会受到损伤。这是因为呈蜂窝状的柚子皮具有很好的抗冲击性,而且本身自重很轻,相当于自带减震效果。除了柚子,鱼类和爬行动物的鳞片也引起了研究人员的兴趣,层层交叠排列的鳞片可以将外力分散至周围的鳞片,因此异常坚固,可以起到很好的保护作用。

 

以上生物模型所特有的保护特性本质上由其分层设计决定。柚子皮的结构在材料学中被称为“拉胀材料”。这种材料应对压力的方式与传统材料完全不同:在压力点之下,传统材料会塌陷和变薄,而“拉胀材料”则会更快地压缩和硬化。所以这种材料在拉伸时实际上变得更厚,而不是更薄。

 

BISS 项目中,研究人员根据“拉胀材料”的原理结构,改进了目前纤维复合材料中的分层结构和纤维走向,生产出具有卓越保护效果的新材料,开创性地将防撞、防冲击和减震性能等功能结合起来。目前研究结果已经超出预期,新材料比目前常用的材料更轻、更坚固、更稳定, 性能提升高达 20% 这种创新材料能够以经济的方式进行生产和加工,具备很好的工业生产应用前景。

 

创新仿生学材料应用前景广泛

 

这种创新仿生学材料未来可以应用于很多领域,以宝马集团为例,这种新材料将制成更符合人体工程学原理的手套和防护服,更好地保护总装线上的工人免受尖锐车身部件的伤害。新材料的轻质和透气则可以让工人活动自如。此外,宝马摩托车的头盔未来也有望采用这种材料,用新材料制成的头盔重量比市场上的传统产品要轻便许多,却可以提供相同等级的保护。

 

新材料的应用范围还不仅于此,参与此研究项目的体育用品制造商也从中看到了巨大潜力。未来,这种新材料还可以用于篮球和足球运动员的防护服,滑雪和自行车运动的头盔和更多保护性的运动装备。

 

宝马集团 创新科技应用先锋

 

宝马集团一直走在科技进步的前沿,将创新和可持续发展的理念贯穿于产品的研发、生产和使用的全价值链。向大自然学习,从大自然中取材,成为宝马实现可持续发展的重要手段。

 

产品方面,以新能源车型 BMW i3 为例,这款车型的乘客舱大量使用碳纤维复合材料,开创业界先河。环保理念无处不在,如车门内饰板由洋麻纤维制成;仪表盘的原材料来自欧洲认证种植园的桉木,而车内使用的真皮则使用橄榄叶萃取物自然鞣制。宝马认为,创新和可持续发展将定义 未来豪华

 

生产方面,宝马始终将员工的健康作为重要的创新驱动力,不断改进生产技术。在今年开业的华晨宝马新大东工厂,这样的例子比比皆是: 总装车间设有翻转工位,符合人机工程学设计,员工可以更舒适、安全地工作;还为特殊工位提供创新的机械外骨骼(无座座椅),向需要重体力操作的员工提供物理支撑,帮助员工降低劳动强度,提高生产率。

 

 

 

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-完-


垂询请致:

 

宝马集团大中华区企业事务部

 

兰嘉先生

 

电话:010-84558093

 

传真:010-84557719

 

地址:北京市朝阳区东三环北路霞光里18号佳程广场B座21层,100027

 

 

宝马集团

 

宝马集团是全世界最成功的汽车和摩托车制造商之一,旗下拥有BMW、MINI、Rolls-Royce和BMW Motorrad四个品牌;同时提供汽车金融和高档出行服务。作为一家全球性公司,宝马集团在14个国家拥有31家生产和组装厂,销售网络遍及140多个国家和地区。

 

2016年,宝马集团在全球共售出约236.7万辆汽车和14.5万辆摩托车。2016财年税前利润约96.7亿欧元,营收达941.6亿欧元。截至2016年12月31日,宝马集团员工总数达124,729人。

 

宝马集团的成功总是以前瞻未来和承担责任为基石。因此,宝马集团在整个价值链中贯彻生态和社会的可持续性发展策略,全面的产品责任以及明确的节能承诺已成为宝马集团长期战略的重要内容。

 

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