日前，哈爾濱工程大學航建學院先進船舶復合材料與結構團隊從海洋中的藤壺身上找到靈感，研發出一種像“金字塔”一樣的新型碳纖維蜂窩結構，讓材料在“輕如鴻毛”的同時，抗剪切能力大幅提高，為航空航天材料輕量化難題提供了新解法。

受藤壺結構啟發的金字塔蜂窩

據介紹，團隊設計出一種“金字塔蜂窩”結構，將傳統蜂窩的垂直側壁改為傾斜側壁，就像把一個個小金字塔緊密排列，充分發揮碳纖維“抗拉和抗壓強度高”的優勢，就像斜拉橋的鋼索一樣，通過傾斜角度分散載荷。

為驗證這一設計的效果，團隊制備出密度僅為17-31.7kg/m³（相當于水密度的1/30）的金字塔蜂窩芯。

在相同重量下，新型蜂窩的抗剪強度和剛度遠遠超過傳統復合材料蜂窩，填補了超低密度結構在高剪切性能領域的空白。

復合蜂窩材料的典型應用領域

實驗證明，新型碳纖維蜂窩結構的“輕而強”特性，在航空航天領域展現出巨大的應用潛力。

航天器部件衛星的天線反射器、太陽能電池板等，需要在太空中保持高精度形狀，新型結構的高熱穩定性能將有效抵抗太空溫差引起的變形；

在飛機結構中，新材料用于機翼蒙皮、機艙地板，減重的同時可提升抗氣流剪切能力，降低油耗；

在工業化生產中，無需復雜模具，通過調整設計圖紙及原材料壁厚（最薄僅0.03毫米），就能靈活調控材料性能，為大規模生產奠定基礎。

來源：上證報中國證券網（記者 韓遠飛）