武侠影戏里时时显露轻功“水上漂”的场景，拥有此功法的人正在水面上奔驰，如履平地。而正在实际中，正在水上奔驰却很难告终。那么有什么办法能告终“水上漂”吗？

　　上图中是逐一面正在装满淀粉糊（淀粉与水的夹杂液体）中奔驰的疾照。当站正在液体上面时，人会像重入水中相似重入此中；但当人急速奔驰时，踹踏处会倏得变得如固体相似坚硬，支柱住人体的重量；当脚步脱节时，踹踏的地方又从头变回液体，如许往来，从而轻松告终“水上漂”。

　　那么什么瑕瑜牛顿流体，它为何有如许奇妙的才智？简略地说，非牛顿流体是一类流体的总称，天下上除了牛顿流体就瑕瑜牛顿流体，水、氛围等都属于牛顿流体，它们的特征是粘度是褂讪的，正式一点说法是其剪应力与剪切应变率之间是线性联系；而像牛奶、沥青以及淀粉糊等都属于非牛顿流体，它们的特征是剪应力与剪切应变率之间呈非线性联系，也即是粘度是改变的。

　　但并不是悉数的非牛顿流体都能告终“水上漂”。非牛顿流体里有一类“稀少的存正在”，它们遇强则强、遇弱则弱，当受到表界击打开云电竞、攻击的功夫，会变得“倔强”起来，浮现出很强的阻挡力，乃至会变得像固体相似坚硬；而当表界的击打、攻击消亡或者轻轻触碰的功夫，它们又造成了流体，国际大将这类非牛顿流体质料称为“剪切增稠液体”，英文名称叫做STF（shear thickening fluid），淀粉糊即是属于非牛顿流体中的剪切增稠流体。

　　欺骗剪切增稠性子可能造成柔性防弹衣，这种拥有科幻感的“液体盔甲”不单可能像守旧硬质防弹衣防弹相似防弹，还造服了守旧防弹衣坚硬、繁重的特征，平淡穿着恬逸柔滑，一朝受到枪弹攻击时，着弹地位邻近会顷刻主动举行加强，当攻击消亡，加强部位从头变为液体。当然，与防弹衣集合的剪切增稠流体确信不是淀粉糊，这是由于淀粉糊本身易腐、易变性、增稠才智较弱且性状不太平。专业范畴平常采用的剪切增稠液体是采用二氧化硅微颗粒分别正在齐集物溶液中造成的悬浮液。2003年，美国特拉华大学Wagner教员携带的课题组开创性地将STF浸入芳纶Kevlar纤维织物中从而开垦出一种新的防弹复合质料并造备出STF巩固的防弹衣，软体防弹衣越来越受到眷注。正在国内，中国科学院力学探索所、中国科学工夫大学以及北京理工大学等单元关于剪切增稠质料的探索也得到了大宗的功劳。中国科学院力学探索所团队于2018年正在国际期刊Smart Materials and Structures上宣布著作指出，剪切增稠液体关于攻击及其后续的振动拥有奇妙的智能效应，具备物理滤波器的效用，不妨对正在高速攻击下的电子器件起到很好的爱戴功用。从微观机理上讲，剪切增稠液体正在继承攻击力的功夫，轻细的二氧化硅颗粒会聚正在一块“抱团取暖”，造成团簇效应，粘度快速上升，从而得回巨大的阻挡力。但从素质上来说，这中心产生的是一种物理的改变。然而，这种基于颗粒体例的液态防弹衣存正在一个对比大的缺陷，即是正在长时代安排后此中颗粒物质会产生结块变性，低重防弹功效，于是并没有被大周围配发。

　　再有一类质料正在继承攻击载荷时会产生化学键改变的质料，叫做“剪切硬化胶”，与STF比拟，剪切硬化胶不单浮现出优异的柔韧性和抗攻击性，况且还拥有比STF更为优异的热太平性和可塑性（滚动性较弱），实质行使更为便利。正在天然形态或低速攻击下，剪切硬化胶处于和缓、柔滑的粘流态，浮现出优异的柔韧性。跟着表部攻击载荷（或频率）的增大，剪切硬化胶不妨产生从粘流态到高弹态，乃至玻璃态的相变，宏观动作浮现为模量的快速增大，因此不妨更好的阻挡攻击变形并罗致攻击能量。当攻击载荷消亡后，剪切硬化胶不单不妨克复至最初的粘流态，况且还能正在断裂分裂后从头粘结，浮现出优异的自修复性子。

　　剪切硬化胶国际上对比通行的配方是采用一类齐集物质料——聚硼硅氧烷，形似于生涯中常见的橡皮泥。依附微观层面的硼原子与氧原子组成的硼氧键的断裂速率迟滞效应，正在天然形态下出格柔滑，而正在继承攻击时，硼氧键会供给出格强的阻挡力，况且攻击载荷越强，阻挡力越大。

　　英国工程师Richard于1999年创造白“遇软则软，遇硬则硬”的D3O质料就属于剪切硬化胶体例的抗攻击质料，正在常态下很柔滑且拥有弹性，一朝遭遇高速的攻击或挤压，分子链即刻互相锁定，质料变得坚硬从而消费表力。当表力消亡后，质料会克复到最初的柔性态。因为其杰出的抗攻击职能和优异的柔韧性，D3O仍然被寻常用于攻击防护范畴。由D3O质料造成的护具比守旧护具更为灵便，而且与防护部位贴合感更好，是一种可能将自正在行动与碰撞回击爱戴集合正在一块的理念质料。然而，正在低温处境下，D3O质料容易硬化，其恬逸性和攻击防护职能会大幅低重，从而紧要影响人体的防护效用。

　　另表，一种基于微布局的单分别空心微球也表示出较好攻击加强性子瑜伽垫。其根本道理即是让攻击源与被爱戴物体之间造成空心层，大幅衰减攻击波的强度。这类质料平常采用滤液合成法等办法来合成单分其余效用性纳米/微米齐集物微球，造备的齐集物颗粒粒径正在数百纳米到数微米之间，微球表表可带有分别效用基团。

　　可能看到，这类拥有剪切增稠效应或者攻击硬化效应质料有许多种，有颗粒悬浮液，有齐集物质料，有微球布局。这些质料发扬剪切增稠功用或者攻击硬化功用的基团有的正在颗粒层面，有的正在分子，有的正在原子层面，也有的依附微布局性子。但悉数上述质料有一个协同的特征，即是平常不行零丁行为工程质料利用，都须要与其他质料举行有机集合，才不妨正在最 大水平上发扬其抗攻击性子。换句话说，影响这类质料工程化的最重要瓶颈即是怎样有用的提取这类质料中的有用抗攻击组分，并与现有的工程质料举行有机注入，造玉成新的抗攻击工程质料。

　　中国科学院力学探索所团队更始性提出柔性智能抗攻击质料因子这一观点，英文名FIAM（FlexibleIntelligentAnti-impactMaterial），简称FIAM因子开云电竞，是指上述这一类正在介观-微观标准具备应变率巩固特点，并可能通过微布局、分子和原子等分别层面与守旧工程质料集合，正在不调度质料初始性状的要求下，提拔对表部攻击载荷的智能反应才智的效用性单位。

　　咱们可能把这一历程叫做FIAM因子定向赋能的工艺，其根本流程是对多种上述攻击巩固质料中具备智能抗攻击的有用组分举行提取造成备选因子，再凭据分其余攻击要求（枪弹攻击、人体摔倒、屏幕攻击等攻击要求拥有很大的区别）举行反向计划，采用适应哀求的因子注入到守旧质料当中，造成兼具牢靠性和抗攻击职能的新型防护质料。

　　FIAM因子品种繁多，依照物理形态分别，可能分为溶液型、凝胶型和固态型；依照物化性子的分别，FIAM因子可能分为水性和油性；依照透光度的分别，FIAM因子可能分为高透型、半透型，而从行使场景上又可分为光学质料因子、橡胶质料因子及泡沫质料因子等。

　　中国科学院力学探索所团队正在国际上正在2021岁首度验证了剪切增稠胶体质料正在低重防弹衣弹击后钝性拥有显然功效。之后始末2年的攻闭，凯旋的从剪切增稠胶体中提取出FIAM-S03因子抗攻击因子开云电竞，并凯旋将其注入到EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）质料当中造成特有的抗攻击胞元布局，但正在宏观上齐全不调度守旧EVA的根本物性。欺骗这种质料并辅帮“刚柔并济”的多层复合布局，可大幅低重枪弹攻击对诸如心脏等人体器官出现的钝性，告终了柔性智能抗攻击防护工夫的更始性改革。

　　FIAM因子正在军事范畴不单可能用于防弹衣的研造，还可能用于降低军用电子元器件的抗振职能等方面，中国科学院力学探索所团队研发出FIAM-G06智能抗攻击因子，对EP（环氧树脂）质料举行赋能计划，正在国防某巨大专项赞成下，造成了*振动贬抑性子的IMECAM智能柔性电子灌封胶，闭联功劳得回巨头机构的专业检测和认证。结果剖明，IMECAM智能柔性电子灌封胶拥有出格优异的抗攻击振动职能，最 高能将电子元器件攻击信噪比提拔20倍。该产物仍然凯旋行使正在多款导弹、火箭等环节电子器件的防护布局上瑜伽垫，告终巨大工夫功劳市集化转化。

　　FIAM因子还可下重到民用范畴开云电竞，赋能动力电池、运动健身及柔性显示等范畴。最新的实习结果剖明，采用FIAM因子注入工夫造成的灌封胶体例，不妨提拔电动汽车底盘的抗撞击职能，从而有用低重汽车碰撞时电池受损的概率，提拔整车平和性。

　　面向运动健身范畴，合用于低攻击处境的FIAM-S04因子，注入守旧的TPE（热塑性弹性体）质料当中，造成了一款集恬逸、柔滑、回弹、静音于一体的新型瑜ISHELTER伽垫产物。测试结果剖明瑜伽垫，这种瑜伽垫不妨明显低重正在举行大幅瑜伽手脚时对膝部、肘部出现的压力，从而有用避免对人体闭节变成的疲钝毁伤。该产物相接两年登岸亚洲最 大的户表展——ISPO 运动用品与时尚展，受到瑜伽嗜好者的寻常好评。

　　现阶段，FIAM因子赋能工夫仍然延迟到柔性显式范畴。OLED柔性显示模组抗攻击职能弱继续是限造柔性显示器件大范畴行使的一个环节题目，而正在改革显示组件抗攻击职能方面面对着亘古未有的挑衅——既要提拔抗攻击职能，也要确保质料的高透光度。FIAM因子注入到显示模组的各层质料当中不妨凭据行使需乞降力学场景，餍足分其余光学和防护等职能需求，将大幅提拔显示组件抗攻击职能，拥有清明的行使远景。

　　从“水上漂”的“淀粉糊”，再到“液体盔甲”的柔性防弹衣，剪切增稠质料继续是近年来国表里探索前沿热门之一，国表里始末恒久的探索，得回了大宗履历和功劳。而正在工程化方面，我国仍然具有粉末、固态和液态多种样式的FIAM因子，针对分别行使场景行使正在搜罗防弹衣正在内的灌封胶、动力电池、柔性显示模组、运动壮健等寻常范畴。

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