德克薩斯農工大學（Texas A M University）和美國陸軍研究實驗室（DEVCOM Army Research Laboratory）的研究人員開發了一種混合超泡沫，能夠吸收的能量是傳統墊材的十倍。這種材料結合了普通泡沫與內部嵌入的3D打印塑料柱，這些靈活的柱子被稱為支撐架，形成了一個內部骨架，強化了泡沫的結構，並改善其對壓力和衝擊的應對能力。這一方法將一種常見且便宜的材料轉化為可調整的複合材料，旨在承受顯著更高的力量，同時保持輕量化。研究人員表示，這一系統可以改善防護裝備、車輛安全系統，甚至日常產品如坐墊的性能。該研究由德克薩斯農工大學工程學院的納米結構材料實驗室主任Mohammad Naraghi博士領導，並與陸軍研究實驗室的Eric Wetzel博士合作。
泡沫材料廣泛應用於墊材和防護裝備，因為其微小的空氣孔在壓力下會崩潰，從而散發能量。然而，傳統泡沫的內部結構隨機，限制了其吸收衝擊的效率。工程化的格狀材料提供了更好的控制，但生產成本高且難以大規模製造。為了填補這一空白，研究團隊開發了一種稱為泡沫內增材製造（In-Foam Additive Manufacturing，簡稱 IFAM）的技術。這一過程利用計算機控制的3D打印技術，直接在開孔泡沫內部構建彈性塑料支撐架。Wetzel表示：「IFAM是一種簡單的計算機驅動製造過程，使我們能夠在傳統的開孔泡沫內部建造一個彈性骨架。」研究人員可以通過調整支撐架的直徑、間距和角度，來調整材料的機械性能。
這種混合結構使泡沫和支撐架在材料被壓縮時能夠協同工作。在早期壓縮階段，泡沫穩定了支撐架，防止其過快屈曲。隨著壓力的增大，支撐架將力量分散到周圍的泡沫中，從而減輕負荷，讓材料能夠吸收更多能量。Naraghi形容這種現象為「協同的魔力」，是泡沫和支撐架之間的共生複合體。
該項目得到了美國陸軍的支持，陸軍對改進能量吸收材料在防護裝備中的應用非常感興趣。Wetzel指出：「能量吸收材料對於陸軍的多種應用至關重要，包括防彈頭盔和抗爆座墊。」研究人員表示，這種混合泡沫能顯著提升士兵頭盔的防護能力。軍用頭盔不僅要阻止彈丸，還需緩衝摔倒和碰撞帶來的衝擊。Naraghi表示：「我們不是僅僅在軍用頭盔上增加層數，而是使用一種比現有墊材更堅韌的複合材料，且足夠輕便，讓士兵全天佩戴而不感到疲勞。」由於材料增加的重量很小，它可以在不降低士兵行動能力的情況下提供更好的保護。
除了防禦應用外，這一概念還可以適用於商業頭盔，如自行車、摩托車和運動等領域。研究人員還在探索其在車輛中的應用，這種混合泡沫可以放置在汽車內飾或保險杠中，以幫助吸收碰撞力，提高乘客的保護。這種材料甚至可能進入消費產品，如床墊和坐墊。通過改變支撐架的排列，座位或床墊的不同區域可以調整為不同的硬度和舒適度。研究人員還在研究這種內部結構是否能幫助吸收聲音和振動，潛在地改善車輛和建築物中的噪音控制。這項研究發表在《複合材料結構》（Composite Structures）期刊上。
