作者:窗敲雨
編輯:Luna
最近,小米CEO雷軍在社交媒體上分享了一段有趣的實驗視頻。視頻中,他從相當于6層樓高的地方上扔下了一個包裹特殊涂層的西瓜。西瓜重重摔落后,看起來依然保持完好。
據說,這顆西瓜表面有“防彈涂層”,這種涂層也被用在小米SU7 Ultra汽車上,用來保護電芯免受損傷。
(圖/微博截圖)
這涂層到底是什么?它真的厲害到能讓西瓜毫發無傷嗎?下面我們就來簡單分析一下。
西瓜上的涂層是什么?
這段視頻沒有透露“防彈涂層”具體的成分和工藝,不過從實驗內容和演示效果來推測,這里展示的大概是一種彈性體聚合物的保護涂層,它可能是通過噴涂的方式施加到西瓜表面的,涂層的成分可能是某種聚脲材料。
這種涂層的原料通常有兩種分開的組分,它們在噴涂的過程中才會混合到一起。混合之后,原料中的不同分子迅速發生化學反應,就會形成一層完整而牢固的固體薄膜。
聚脲(Polyurea)是由異氰酸酯與氨基化合物產生的聚合物。(圖/Wikipedia)
這種薄膜通常極具韌性,在受到外力撕扯時,聚合物會努力回彈保持原樣,很不容易斷裂。扔西瓜的實驗想要展示的就是這方面的性能。西瓜原本是易碎物,成熟的西瓜甚至用力拍一下就會開裂——但在超韌性涂層的保護下,它從高處摔下依然保持完整。

如果沒有保護涂層,扔西瓜的結果原本應該是這樣。(圖/參考文獻[1])
西瓜后來怎么樣了?
在過去,也有人進行過類似的演示實驗。例如在科普頻道Veritasium,就能找到一段對聚脲保護涂層Line-X的詳細測試[1]。通過這段視頻,我們可以看到更多西瓜實驗的細節。
首先是為西瓜施加涂層的過程。由兩種組分混合而成的涂層可以像噴漆一樣噴涂到西瓜表面,然后再迅速固化。

噴涂保護層。(圖/參考文獻[1])
接下來是涂層西瓜落地時的慢動作畫面。可以看到,在落地的瞬間,強烈的沖擊導致西瓜下半部分被壓扁,西瓜表面的涂層也因此受到拉扯。涂層沒有裂開,而是迅速回彈,甚至讓西瓜像皮球一樣彈起。

涂層西瓜回彈。(圖/參考文獻[1])
正如雷總在回復網友評論時說的一樣,西瓜上的涂層抗撕裂、抗穿刺性能很好,甚至用斧頭都砍不開。

斧頭砍西瓜。(圖/參考文獻[1])
當然,涂層雖強韌,但保護能力終究是有限度的。最終,人們用電鋸鋸開了涂層。

鋸開涂層后掰開西瓜。(圖/參考文獻[1])
可以看出,在下落的沖擊下,西瓜內部其實還是受損了。但這個演示實驗依然足以說明涂層韌性很好的特點。
這種涂層有什么用?
在良好的抗撕裂性能之外,噴涂聚脲彈性體還具有耐磨、防水、抗腐蝕、施工方便、不產生揮發性有機物等優點,因此它具有非常廣闊的應用前景。通過改變聚合物的分子結構,可以調節涂層的理化性質,適應不同場合的需要。

在屋頂噴涂防水材料圖層。(圖/pixabay)
比如說,這種涂層可以噴涂在重型卡車上,作為車斗的保護層;可以噴涂在屋頂,作為防水材料;也可以作為襯里用在污水處理池、化工儲罐等位置,起到抗腐蝕的作用。此外,噴涂聚脲彈性體還可以增加墻體等結構的抗爆性能,減少爆炸沖擊帶來的危害。
總之,扔西瓜實驗確實為我們展示了一種性能優越的涂層材料,這種材料在生活、工業、軍事等領域都有很多應用潛力。至于它在小米汽車當中的表現,就讓我們拭目以待吧。
[1]https://www.youtube.com/watch?v=DWkYRh6OXy8
[2]https://www.polyurea.cn/static/upload/download/polyurea.pdf
[3]https://interestingengineering.com/innovation/spray-makes-virtually-anything-indestructible





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