緩沖材料或填充材料在包裝和運輸行業(yè)中使用相當(dāng)廣泛，經(jīng)常被用在包裝中緩解沖擊和振動、抵抗壓力，保持相對定位等，可以說無所不在。

目前緩沖材料和填充材料主要由凝膠或泡沫兩種材料制成，但是這兩種方法都有其缺點。凝膠的緩沖能力比較高，但其性能受溫度的影響比較大，而且它們相對較重。與此相反，泡沫重量更輕，具有更高的可壓縮性，但其性能變化不可預(yù)知，因為人們完全不能控制其形狀、大小、或內(nèi)部氣泡的位置。

日前，美國Lawrence Livermore 國家實驗室(LLNL)的工程師和科學(xué)家共同合作，試圖開發(fā)出一種制造緩沖材料的全新方式。 他們的方法是在微觀尺度制造出一種材料，該材料具有一些可編程特性，可以通過一系列操作生成具有期望特征的結(jié)構(gòu)。

這種新材料使用的是一種被稱為直接墨水書寫(direct ink writing)的3D打印技術(shù)制造的，該技術(shù)主要使用以硅膠為基礎(chǔ)的油墨，該油墨固化后能形成類似橡膠的材料。使用這種技術(shù)，LLNL的工程師能夠制造出具有受控的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的的材料，科學(xué)家們稱之為蜂窩彈性體。 這些有序多孔的材料能夠提升對材料的機械性能和定向?qū)傩缘目刂疲⒃黾恿丝深A(yù)測建模能力。

LLNL的研究人員們目前能夠用兩種不同的方法制造這種緩沖材料：堆疊串聯(lián)配置(stacked inline configuration)或交錯配置(staggered configuration)。據(jù)天 工社了解，這兩種方法是用的材料是完全一樣的，甚至孔隙率水平也一樣，但它們對剪切和壓縮應(yīng)力的反應(yīng)非常不同。堆疊串聯(lián)配置的材料在壓力增大時表現(xiàn)得屈曲失穩(wěn)，但在正常壓縮時其結(jié)構(gòu)則更為剛性，而交錯配置的材料則是在正常壓縮時更柔軟，提高壓力時會彎曲變形。

目前，LLNL已經(jīng)為該技術(shù)申請了專利。他們正在設(shè)計相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)施，希望能使其進入商業(yè)化生產(chǎn)。此外，研究人員希望能夠繼續(xù)完善和改進該產(chǎn)品，并挖掘其其它的性能特性，以使其應(yīng)用范圍更加廣泛。