武侠片子里不时映现轻功“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实行。那么有什么形式能实行“水上漂”吗？

　　上图中是一私人正在装满淀粉糊（淀粉与水的混淆液体）中奔驰的速照。当站正在液体上面时，人会像重入水中相同重入此中；但当人神速奔驰时，踹踏处会刹那变得如固体相同坚硬，撑持住人体的重量；当脚步分开时，踹踏的地方又从头变回液体，云云来往，从而轻松实行“水上漂”。

　　那么什么利害牛顿流体，它为何有云云奇妙的技能？容易地说，非牛顿流体是一类流体的总称半岛体育，全国上除了牛顿流体就利害牛顿流体，水、气氛等都属于牛顿流体半岛体育，它们的特色是粘度是稳固的，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，它们的特色是剪应力与剪切应变率之间呈非线性干系，也即是粘度是蜕变的。

　　但并不是全部的非牛顿流体都能实行“水上漂”。非牛顿流体里有一类“万分的存正在”，它们遇强则强、遇弱则弱，当受到表界击打、攻击的期间，会变得“刚强”起来，浮现出很强的造止力，以至会变得像固体相同坚硬；而当表界的击打、攻击隐没或者轻轻触碰的期间，它们又酿成了流体，国际大将这类非牛顿流体原料称为“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。

　　诈欺剪切增稠性情可能造成柔性防弹衣，这种拥有科幻感的“液体盔甲”不但可能像古板硬质防弹衣防弹相同防弹，还克造了古板防弹衣坚硬、深重的特色，寻常穿着安适优柔，一朝受到枪弹攻击时，着弹职位左近会立地自愿举行深化，当攻击隐没，深化部位从头变为液体。当然，与防弹衣联合的剪切增稠流体笃信不是淀粉糊，这是由于淀粉糊自己易腐、易变性、增稠技能较弱且性状担心静。专业界限普通采用的剪切增稠液体是采用二氧化硅微颗粒分别正在集结物溶液中酿成的悬浮液。2003年，美国特拉华大学Wagner教诲率领的课题组开创性地将STF浸入芳纶Kevlar纤维织物中从而开拓出一种新的防弹复合原料并造备出STF加强的防弹衣，软体防弹衣越来越受到眷注。正在国内，中国科学院力学商酌所、中国科学技巧大学以及北京理工大学等单元看待剪切增稠原料的商酌也得到了大宗的成绩。中国科学院力学商酌所团队于2018年正在国际期刊Smart Materials and Structures上宣告著作指出，剪切增稠液体看待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，或许对正在高速攻击下的电子器件起到很好的包庇用意半岛体育。从微观机理上讲，剪切增稠液体正在接受攻击力的期间，纤细的二氧化硅颗粒会聚正在一齐“抱团取暖”，酿成团簇效应，粘度快速上升半岛体育，从而得回壮大的造止力。但从素质上来说，这中央爆发的是一种物理的蜕变。然而，这种基于颗粒编造的液态防弹衣存正在一个对比大的缺陷，即是正在长年光安放后此中颗粒物质会爆发结块变性，消重防弹效率，以是并没有被大领域配发。

　　再有一类原料正在接受攻击载荷时会爆发化学键蜕变的原料，叫做“剪切硬化胶”，与STF比拟，剪切硬化胶不但浮现出优异的柔韧性和抗攻击性，况且还拥有比STF更为优异的热安静性和可塑性（滚动性较弱），实质运用更为轻易。正在天然状况或低速攻击下，剪切硬化胶处于苟且、优柔的粘流态，浮现出优异的柔韧性。跟着表部攻击载荷（或频率）的增大，剪切硬化胶或许爆发从粘流态到高弹态，以至玻璃态的相变，宏观行径浮现为模量的快速增大，因此或许更好的造止攻击变形并摄取攻击能量。当攻击载荷隐没后，剪切硬化胶不但或许收复至最初的粘流态，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情。

　　剪切硬化胶国际上对比通行的配方是采用一类集结物原料——聚硼硅氧烷，好像于生计中常见的橡皮泥。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，正在天然状况下特殊优柔，而正在接受攻击时，硼氧键会供应特殊强的造止力，况且攻击载荷越强，造止力越大。

　　英国工程师Richard于1999年创造确“遇软则软，遇硬则硬”的D3O原料就属于剪切硬化胶编造的抗攻击原料，正在常态下很优柔且拥有弹性，一朝碰到高速的攻击或挤压，分子链随即互相锁定，原料变得坚硬从而耗费表力。当表力隐没后，原料会收复到最初的柔性态。因为其精巧的抗攻击机能和优异的柔韧性，D3O曾经被平常用于攻击防护界限。由D3O原料造成的护具比古板护具更为灵活，而且与防护部位贴合感更好，是一种可能将自正在营谋与碰撞进攻包庇联合正在一齐的理思原料。然而，正在低温境遇下，D3O原料容易硬化，其安适性和攻击防护机能会大幅消重，从而紧要影响人体的防护效劳。

　　别的，一种基于微构造的单分别空心微球也体现出较好攻击深化性情。其基础道理即是让攻击源与被包庇物体之间酿成空心层，大幅衰减攻击波的强度。这类原料普通采用滤液合成法等形式来合成单分另表功用性纳米/微米集结物微球，造备的集结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功用基团。

　　可能看到，这类拥有剪切增稠效应或者攻击硬化效应原料有许多种，有颗粒悬浮液，有集结物原料，有微球构造。这些原料发扬剪切增稠用意或者攻击硬化用意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，也有的依附微构造性情。但全部上述原料有一个协同的特色，即是普通不行寡少动作工程原料行使，都必要与其他原料举行有机联合，才或许正在最 大水平上发扬其抗攻击性情。换句话说，影响这类原料工程化的最厉重瓶颈即是怎样有用的提取这类原料中的有用抗攻击组分，并与现有的工程原料举行有机注入，酿玉成新的抗攻击工程原料。

　　中国科学院力学商酌所团队更始性提出柔性智能抗攻击原料因子这一观点，英文名FIAM（FlexibleIntelligentAnti-impactMaterial），简称FIAM因子半岛体育，是指上述这一类正在介观-微观标准具备应变率加强特质，并可能通过微构造、分子和原子等分别层面与古板工程原料联合，正在不改革原料初始性状的条款下，擢升对表部攻击载荷的智能相应技能的功用性单位。

　　咱们可能把这一经过叫做FIAM因子定向赋能的工艺，其基础流程是对多种上述攻击加强原料中具备智能抗攻击的有用组分举行提取酿成备选因子，再凭据分另表攻击条款（枪弹攻击、人体摔倒、屏幕攻击等攻击条款拥有很大的区别）举行反向安排，拔取适合条件的因子注入到古板原料当中，酿成兼具牢靠性和抗攻击机能的新型防护原料。

　　FIAM因子品种繁多，依照物理状况分别，可能分为溶液型、凝胶型和固态型；依照物化性情的分别，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，而从运用场景上又可分为光学原料因子、橡胶原料因子及泡沫原料因子等。

　　中国科学院力学商酌所团队正在国际上正在2021年头次验证了剪切增稠胶体原料正在消重防弹衣弹击后钝性损害拥有昭彰效率。之后经由2年的攻闭，告捷的从剪切增稠胶体中提取出FIAM-S03因子抗攻击因子，并告捷将其注入到EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）原料当中酿成奇异的抗攻击胞元构造，但正在宏观上齐全不改革古板EVA的基础物性。诈欺这种原料并辅帮“刚柔并济”的多层复合构造，可大幅消重枪弹攻击对诸如心脏等人体器官出现的钝性损害，实行了柔性智能抗攻击防护技巧的更始性改良。

　　FIAM因子正在军事界限不但可能用于防弹衣的研造，还可能用于抬高军用电子元器件的抗振机能等方面，中国科学院力学商酌所团队研发出FIAM-G06智能抗攻击因子，对EP（环氧树脂）原料举行赋能安排，正在国防某巨大专项撑持下，酿成了*振动贬抑性情的IMECAM智能柔性电子灌封胶，闭联成绩得回巨头机构的专业检测和认证瑜伽垫。结果声明，IMECAM智能柔性电子灌封胶拥有特殊优异的抗攻击振动机能，最 高能将电子元器件攻击信噪比擢升20倍。该产物曾经告捷运用正在多款导弹、火箭等环节电子器件的防护构造上，实行巨大技巧成绩墟市化转化。

　　FIAM因子还可下重到民用界限，赋能动力电池、运动健身及柔性显示等界限。最新的实行结果声明，采用FIAM因子注入技巧酿成的灌封胶编造，或许擢升电动汽车底盘的抗撞击机能，从而有用消重汽车碰撞时电池受损的概率，擢升整车安适性。

　　面向运动健身界限，实用于低攻击境遇的FIAM-S04因子，注入古板的TPE（热塑性弹性体）原料当中，酿成了一款集安适、优柔、回弹、静音于一体的新型瑜ISHELTER伽垫产物。测试结果声明，这种瑜伽垫或许明显消重正在举行大幅瑜伽举动时对膝部、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。该产物连绵两年上岸亚洲最 大的户表展——ISPO 运动用品与时尚展，受到瑜伽酷爱者的平常好评。

　　现阶段半岛体育，FIAM因子赋能技巧曾经延迟到柔性显式界限。OLED柔性显示模组抗攻击机能弱继续是限造柔性显示器件大界限运用的一个环节题目，而正在革新显示组件抗攻击机能方面面对着空前绝后的挑衅——既要擢升抗攻击机能，也要确保原料的高透光度半岛体育奇妙的非牛顿流体原料——从淀粉糊到防弹衣。FIAM因子注入到显示模组的各层原料当中或许凭据运用需乞降力学场景，知足分另表光学和防护等机能需求，将大幅擢升显示组件抗攻击机能，拥有晴朗的运用远景。

　　从“水上漂”的“淀粉糊”，再到“液体盔甲”的柔性防弹衣，剪切增稠原料继续是近年来国表里商酌前沿热门之一，国表里经由持久的商酌，得回了大宗阅历和成绩。而正在工程化方面，我国曾经具有粉末、固态和液态多种形式的FIAM因子，针对分别运用场景运用正在包罗防弹衣正在内的灌封胶、动力电池、柔性显示模组、运动强健等平常界限。