武侠影戏里时常呈现轻功“水上漂”的场景，拥有此功法的人正在水面上驰骋，如履平地。而正在实际中，正在水上驰骋却很难完毕。那么有什么举措能完毕“水上漂”吗？

　　上图中是逐一面正在装满淀粉糊（淀粉与水的羼杂液体）中驰骋的疾照。当站正在液体上面时，人会像重入水中相同重入此中；但当人敏捷驰骋时，践踏处会刹那变得如固体相同坚硬，维持住人体的重量；当脚步摆脱时，践踏的地方又从新变回液体，如许来去，从而轻松完毕“水上漂”。

　　那么什么优劣牛顿流体，它为何有如许奇妙的才能？浅易地说，非牛顿流体是一类流体的总称，全国上除了牛顿流体就优劣牛顿流体，水、气氛等都属于牛顿流体，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干系；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干系，也即是粘度是转移的。

　　但并不是一共的非牛顿流体都能完毕“水上漂”。非牛顿流体里有一类“格表的存正在”，它们遇强则强、遇弱则弱，当受到表界击打、障碍的时间，会变得“顽固”起来，发扬出很强的抵造力，以至会变得像固体相同坚硬；而当表界的击打、障碍消散或者轻轻触碰的时间，它们又酿成了流体，国际大将这类非牛顿流体资料称为“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。

　　诈骗剪切增稠特质能够造成柔性防弹衣，这种拥有科幻感的“液体盔甲”不但能够像守旧硬质防弹衣防弹相同防弹，还征服了守旧防弹衣坚硬、深重的特征，平常穿着称心柔和，一朝受到枪弹障碍时，着弹职位邻近会立刻自愿举行深化，当障碍消散，深化部位从新变为液体。当然，与防弹衣勾结的剪切增稠流体坚信不是淀粉糊，这是由于淀粉糊本身易腐、易变性、增稠才能较弱且性状不屈静。专业周围凡是采用的剪切增稠液体是采用二氧化硅微颗粒分别正在凑集物溶液中造成的悬浮液。2003年，美国特拉华大学Wagner教导指引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资料并造备出STF巩固的防弹衣，软体防弹衣越来越受到闭怀。正在国内开云电竞，中国科学院力学钻探所、中国科学技能大学以及北京理工大学等单元看待剪切增稠资料的钻探也获得了豪爽的效果。中国科学院力学钻探所团队于2018年正在国际期刊Smart Materials and Structures上颁发作品指出，剪切增稠液体看待障碍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，不妨对正在高速障碍下的电子器件起到很好的爱惜感化。从微观机理上讲，剪切增稠液体正在秉承障碍力的时间，轻微的二氧化硅颗粒会聚正在一同“抱团取暖”，造成团簇效应，粘度快速上升，从而得回巨大的抵造力。但从素质上来说，这中心发作的是一种物理的转移。然而，这种基于颗粒编造的液态防弹衣存正在一个较量大的缺陷，即是正在长时辰安插后此中颗粒物质会发作结块变性，低落防弹恶果，以是并没有被大范围配发。

　　尚有一类资料正在秉承障碍载荷时会发作化学键转移的资料，叫做“剪切硬化胶”，与STF比拟，剪切硬化胶不但发扬出优异的柔韧性和抗障碍性，并且还拥有比STF更为优异的热平静性和可塑性（活动性较弱），实践使用更为容易。正在天然形态或低速障碍下，剪切硬化胶处于懈弛、柔和的粘流态，发扬出优异的柔韧性开云电竞。跟着表部障碍载荷（或频率）的增大，剪切硬化胶不妨发作从粘流态到高弹态，以至玻璃态的相变，宏观举动发扬为模量的快速增大，于是不妨更好的抵造障碍变形并摄取障碍能量。当障碍载荷消散后，剪切硬化胶不但不妨克复至最初的粘流态，并且还能正在断裂破裂后从新粘结，发扬出优异的自修复特质。

　　剪切硬化胶国际上较量通行的配方是采用一类凑集物资料——聚硼硅氧烷，近似于糊口中常见的橡皮泥。倚赖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，正在天然形态下尽头柔和，而正在秉承障碍时，硼氧键会供应尽头强的抵造力，并且障碍载荷越强，抵造力越大。

　　英国工程师Richard于1999年发觉白“遇软则软，遇硬则硬”的D3O资料就属于剪切硬化胶编造的抗障碍资料，正在常态下很柔和且拥有弹性，一朝碰到高速的障碍或挤压，分子链顿时彼此锁定瑜伽垫，资料变得坚硬从而打发表力。当表力消散后，资料会克复到最初的柔性态。因为其卓着的抗障碍本能和优异的柔韧性，D3O仍然被广大用于障碍防护周围。由D3O资料造成的护具比守旧护具更为灵活，而且与防护部位贴合感更好，是一种能够将自正在运动与碰撞袭击爱惜勾结正在一同的理思资料。然而，正在低温处境下开云电竞，D3O资料容易硬化，其称心性和障碍防护本能会大幅低落，从而告急影响人体的防护效率。

　　别的，一种基于微机闭的单分别空心微球也浮现出较好障碍深化特质。其根本道理即是让障碍源与被爱惜物体之间造成空心层，大幅衰减障碍波的强度。这类资料凡是采用滤液合成法等举措来合成单分另表效力性纳米/微米凑集物微球，造备的凑集物颗粒粒径正在数百纳米到数微米之间，微球皮相可带有分别效力基团。

　　能够看到开云电竞，这类拥有剪切增稠效应或者障碍硬化效应资料有良多种，有颗粒悬浮液，有凑集物资料，有微球机闭。这些资料表现剪切增稠感化或者障碍硬化感化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，也有的倚赖微机闭特质。但一共上述资料有一个协同的特征，即是凡是不行只身行动工程资料操纵，都必要与其他资料举行有机勾结，才不妨正在最 大水平上表现其抗障碍特质。换句话说，影响这类资料工程化的最厉重瓶颈即是何如有用的提取这类资料中的有用抗障碍组分，并与现有的工程资料举行有机注入，造玉成新的抗障碍工程资料。

　　中国科学院力学钻探所团队更始性提出柔性智能抗障碍资料因子这一观点，英文名FIAM（FlexibleIntelligentAnti-impactMaterial），简称FIAM因子，是指上述这一类正在介观-微观标准具备应变率巩固特性，并能够通过微机闭、分子和原子等分别层面与守旧工程资料勾结，正在不调动资料初始性状的条款下，提拔对表部障碍载荷的智能反响才能的效力性单位。

　　咱们能够把这一流程叫做FIAM因子定向赋能的工艺，其根本流程是对多种上述障碍巩固资料中具备智能抗障碍的有用组分举行提取造成备选因子，再凭据分另表障碍条款（枪弹障碍、人体摔倒、屏幕障碍等障碍条款拥有很大的区别）举行反向计划，拣选适宜条件的因子注入到守旧资料当中，造成兼具牢靠性和抗障碍本能的新型防护资料。

　　FIAM因子品种繁多，遵照物理形态分别，能够分为溶液型、凝胶型和固态型；遵照物化特质的分别，FIAM因子能够分为水性和油性；遵照透光度的分别，FIAM因子能够分为高透型、半透型，而从使用场景上又可分为光学资料因子、橡胶资料因子及泡沫资料因子等。

　　中国科学院力学钻探所团队正在国际上正在2021年头次验证了剪切增稠胶体资料正在低落防弹衣弹击后钝性蹂躏拥有分明恶果。之后原委2年的攻闭，得胜的从剪切增稠胶体中提取出FIAM-S03因子抗障碍因子，并得胜将其注入到EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）资料当中造成奇异的抗障碍胞元机闭，但正在宏观上齐备不调动守旧EVA的根本物性。诈骗这种资料并辅帮“刚柔并济”的多层复合机闭，可大幅低落枪弹障碍对诸如心脏等人体器官爆发的钝性蹂躏，完毕了柔性智能抗障碍防护技能的更始性厘革。

　　FIAM因子正在军事周围不但能够用于防弹衣的研造，还能够用于提升军用电子元器件的抗振本能等方面，中国科学院力学钻探所团队研发出FIAM-G06智能抗障碍因子，对EP（环氧树脂）资料举行赋能计划，正在国防某宏大专项支柱下，造成了*振动欺压特质的IMECAM智能柔性电子灌封胶，联系效果得回巨擘机构的专业检测和认证。结果声明，IMECAM智能柔性电子灌封胶拥有尽头优异的抗障碍振动本能，最 高能将电子元器件障碍信噪比提拔20倍。该产物仍然得胜使用正在多款导弹、火箭等枢纽电子器件的防护机闭上，完毕宏大技能效果市集化转化。

　　FIAM因子还可下重到民用周围，赋能动力电池、运动健身及柔性显示等周围。最新的测验结果声明，采用FIAM因子注入技能造成的灌封胶编造，不妨提拔电动汽车底盘的抗撞击本能，从而有用低落汽车碰撞时电池受损的概率，提拔整车太平性。

　　面向运动健身周围，实用于低障碍处境的FIAM-S04因子，注入守旧的TPE（热塑性弹性体）资料当中，造成了一款集称心、柔和、回弹、静音于一体的新型瑜ISHELTER伽垫产物。测试结果声明，这种瑜伽垫不妨明显低落正在举行大幅瑜伽作为时对膝部、肘部爆发的压力，从而有用避免对人体闭节变成的疲顿毁伤。该产物持续两年上岸亚洲最 大的户表展——ISPO 运动用品与时尚展，受到瑜伽喜爱者的广大好评。

　　现阶段，FIAM因子赋能技能仍然延长到柔性显式周围。OLED柔性显示模组抗障碍本能弱平昔是限造柔性显示器件大限度使用的一个枢纽题目，而正在改进显示组件抗障碍本能方面面对着史无前例的挑拨——既要提拔抗障碍本能，也要确保资料的高透光度。FIAM因子注入到显示模组的各层资料当中不妨凭据使用需乞降力学场景，餍足分另表光学和防护等本能需求，将大幅提拔显示组件抗障碍本能，拥有敞后的使用远景。

　　从“水上漂”的“淀粉糊”，再到“液体盔甲”的柔性防弹衣，剪切增稠资料平昔是近年来国表里钻探前沿热门之一，国表里原委永久的钻探，得回了豪爽体味和效果。而正在工程化方面，我国仍然具有粉末、固态和液态多种样子的FIAM因子，针对分别使用场景使用正在席卷防弹衣正在内的灌封胶、动力电池、柔性显示模组、运动强健等广大周围。

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