ACF人工软骨仿生吸能材料

一种新型的仿生吸能材料

是ACF实验室创始人王博伟院士通过模仿关节软骨的功能与构造，在仿生、力学、化学、超材料等跨学科基础上，经6年12000余次的试验，在2011年所发明的一种仿生吸能材料。该材料可吸收90%以上的冲击能量，瞬间将动能转为不明显的热能，保护人体和贵重物品不受冲击力的伤害。

定义

是佛山林至科技董事长、ACF实验室创始人王博伟院士通过模仿关节软骨的功能与构造，在力学、化学、仿生、超材料等跨学科基础上，经6年12000余次的试验，所发明的一种仿生吸能材料。该材料可吸收90%以上的冲击能量，瞬间将动能转为不明显的热能，保护人体和贵重物品不受冲击力的伤害。是全球最高冲击防护等级的缓冲吸能材料，技术保持领先位置。

具体来说，它是一类典型的软基体混合胞孔材料，同时也是基于人体膝关节软骨的功能和结构设计的一种三维超微结构的仿生超材料，材料内部存在着微米级的孔洞，且孔洞间有一定的连通，孔洞表面分布着沟壑状的凸起，这些高度均在纳米高度。总之，ACF材料是一种具有微纳米结构的软基体混合胞孔材料。

原理

ACF材料基于仿生学的原理，在仿生、力学、化学、数学等跨学科的基础上研发而成，是通过对材料内分子结构的设计，基础材料筛选，原材料改性，配方和工艺优化的方式，控制材料的密度硬度、拉力、回弹时间、孔隙结构，使其在受到外力冲击的情况下材料内部通过滞回变形(如摩擦、弯曲或扭转、弹塑性)来分散或吸收冲击过程所产生的能量，实现尽可能减小冲击力的目的。

特点

应用

作为一种多尺度的微纳米结构功能材料，ACF材料的应用范围非常广泛，如运动、医疗、汽车、航空航天、军工、建筑、机器人等领域，只要涉及冲击防护、缓冲减震，ACF材料都能发挥作用。在ACF材料的基础上先后开发了减震鞋垫、运动防护裤、防护减震袜、运动护膝等产品，也吸引了不少头盔、汽车配件等厂家的合作。其带头研发出的仿生材料、防护护具被应用到了北京冬奥会冰雪项目上，为科技冬奥提供了有力的保障。在工业领域，这项技术和材料还被应用于减振降噪、物品防摔等方面。

具体应用场景：人体冲击保护，如鞋、头盔、护具、防护服、防弹衣；汽车防撞，如保险杠、防撞梁、座椅等等；高铁、飞机、航空器缓冲吸能；贵重物品保护，如手机电脑防跌落、无人机机器人减震；其他如军警训练、体育运动、医疗矫正、防爆防弹等等。

ACF人工软骨仿生吸能材料已应用于人体防护、工业减振、轨道交通等八大领域，在体育、汽车、电子、航空航天等行业均有涉猎。ACF材料研发团队已与华为公司展开合作，针对芯片因冲击、振动可能导致的芯片报废、故障等问题，将ACF人工软骨仿生吸能材料融入服务器芯片的封装和防护结构中，通过在芯片中以及芯片与电路板之间添加ACF垫片，在服务器外壳内部设置ACF减震层等方式降低问题发生的可能性。经过实际应用测试，采用ACF材料的华为服务器芯片在振动和冲击环境下的故障率明显降低，芯片的稳定性和可靠性得到了显著提高，同时还降低了服务器在运输过程中的损坏风险。

ACF材料可以技术赋能下游企业，通过专利授权和技术授权，帮助下游企业提升产品性能，实现品牌价值提升。

2023年5月，ACF材料发明人王博伟在接受南方+记者采访分享获评佛山zui美科技工作者后一年的科研成果时表示，对于未来，会继续深化用人工软骨的原理、仿生吸能的技术来解决冲击防护的问题。同时，将ACF实验室打造为一个打通基础研究、应用研究、成果转化、产品化、产业化、资本化的新型研创机构和新型科创平台，支持下游不同领域企业做产业升级。

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