武侠片子里每每产生轻功“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竣。那么有什么技巧能告竣“水上漂”吗？

　　上图中是一片面正在装满淀粉糊（淀粉与水的同化液体）中奔驰的速照。当站正在液体上面时，人会像重入水中相似重入此中；但当人火速奔驰时，践踏处会刹那变得如固体相似坚硬，支柱住人体的重量；当脚步摆脱时，践踏的地方又从头变回液体，如许往来，从而轻松告竣“水上漂”。

　　那么什么瑕瑜牛顿流体，它为何有如许奇妙的材干？粗略地说，非牛顿流体是一类流体的总称，宇宙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合联；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合联，也便是粘度是改变的。

　　但并不是全面的非牛顿流体都能告竣“水上漂”。非牛顿流体里有一类“迥殊的存正在”，它们遇强则强、遇弱则弱，当受到表界击打、障碍的工夫，会变得“执拗”起来，发挥出很强的抵御力，乃至会变得像固体相似坚硬；而当表界的击打、障碍消散或者轻轻触碰的工夫，它们又形成了流体，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），淀粉糊便是属于非牛顿流体中的剪切增稠流体。

　　行使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”不但可能像古代硬质防弹衣防弹相似防弹，还驯服了古代防弹衣坚硬、深重的特征，常日穿着安宁柔嫩，一朝受到枪弹障碍时，着弹职位相近会登时主动举行深化，当障碍消散，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决定不是淀粉糊，这是由于淀粉糊自己易腐、易变性、增稠材干较弱且性状担心宁。专业范畴大凡采用的剪切增稠液体是采用二氧化硅微颗粒阔别正在会合物溶液中变成的悬浮液。2003年，美国特拉华大学Wagner讲授带领的课题组开创性地将STF浸入芳纶Kevlar纤维织物中从而斥地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，中国科学院力学探讨所、中国科学本事大学以及北京理工大学等单元对付剪切增稠原料的探讨也赢得了大方的收获。中国科学院力学探讨所团队于2018年正在国际期刊Smart Materials and Structures上揭橥著作指出，剪切增稠液体对付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保卫功用。从微观机理上讲，剪切增稠液体正在接受障碍力的工夫，纤细的二氧化硅颗粒会聚正在一道“抱团取暖”，变成团簇效应，粘度快速上升，从而取得巨大的抵御力。但从实质上来说，这中心爆发的是一种物理的改变。然而，这种基于颗粒编造的液态防弹衣存正在一个斗劲大的缺陷，便是正在永久间安插后此中颗粒物质会爆发结块变性，下降防弹成效，因而并没有被大范畴配发。

　　尚有一类原料正在接受障碍载荷时会爆发化学键改变的原料，叫做“剪切硬化胶”，与STF比拟，剪切硬化胶不但发挥出优异的柔韧性和抗障碍性，况且还拥有比STF更为优异的热安宁性和可塑性（活动性较弱），本质行使更为轻易。正在天然状况或低速障碍下，剪切硬化胶处于疏忽、柔嫩的粘流态，发挥出优异的柔韧性。跟着表部障碍载荷（或频率）的增大，剪切硬化胶不妨爆发从粘流态到高弹态，乃至玻璃态的相变，宏观活动发挥为模量的快速增大，所以不妨更好的抵御障碍变形并罗致障碍能量。当障碍载荷消散后，剪切硬化胶不但不妨收复至最初的粘流态，况且还能正在断裂决裂后从头粘结，发挥出优异的自修复性情。

　　剪切硬化胶国际上斗劲通行的配方是采用一类会合物原料——聚硼硅氧烷，似乎于糊口中常见的橡皮泥。凭借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，正在天然状况下尽头柔嫩，而正在接受障碍时，硼氧键会供应尽头强的抵御力，况且障碍载荷越强，抵御力越大。

　　英国工程师Richard于1999年发理会“遇软则软，遇硬则硬”的D3O原料就属于剪切硬化胶编造的抗障碍原料，正在常态下很柔嫩且拥有弹性，一朝遭遇高速的障碍或挤压，分子链立时彼此锁定，原料变得坚硬从而泯灭表力。当表力消散后，原料会收复到最初的柔性态。因为其特出的抗障碍职能和优异的柔韧性，D3O一经被渊博用于障碍防护范畴。由D3O原料造成的护具比古代护具更为灵便，而且与防护部位贴合感更好，是一种可能将自正在营谋与碰撞滞碍保卫联合正在一道的理念原料。然而，正在低温处境下，D3O原料容易硬化，其安宁性和障碍防护职能会大幅下降，从而主要影响人体的防护效力。

　　其它，一种基于微机合的单阔别空心微球也呈现出较好障碍深化性情。其根基道理便是让障碍源与被保卫物体之间变成空心层，大幅衰减障碍波的强度必威。这类原料大凡采用滤液合成法等技巧来合成单阔另表功效性纳米/微米会合物微球，造备的会合物颗粒粒径正在数百纳米到数微米之间，微球表观可带有差别功效基团。

　　可能看到，这类拥有剪切增稠效应或者障碍硬化效应原料有良多种，有颗粒悬浮液，有会合物原料，有微球机合。这些原料阐明剪切增稠功用或者障碍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，也有的凭借微机合性情。但全面上述原料有一个合伙的特征，便是大凡不行零丁举动工程原料操纵，都需求与其他原料举行有机联合，才不妨正在最 大水平上阐明其抗障碍性情。换句话说，影响这类原料工程化的最要紧瓶颈便是何如有用的提取这类原料中的有用抗障碍组分，并与现有的工程原料举行有机注入，变玉成新的抗障碍工程原料。

　　中国科学院力学探讨所团队革新性提出柔性智能抗障碍原料因子这一观点必威，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加强特色，并可能通过微机合、分子和原子等差别层面与古代工程原料联合，正在不转化原料初始性状的条目下，晋升对表部障碍载荷的智能相应材干的功效性单位。

　　咱们可能把这一历程叫做FIAM因子定向赋能的工艺，其根基流程是对多种上述障碍加强原料中具备智能抗障碍的有用组分举行提取变成备选因子必威，再依照差另表障碍条目（枪弹障碍、人体摔倒、屏幕障碍等障碍条目拥有很大的区别）举行反向安排，选拔吻合恳求的因子注入到古代原料当中，变成兼具牢靠性和抗障碍职能的新型防护原料。

　　FIAM因子品种繁多，遵循物理状况差别，可能分为溶液型、凝胶型和固态型；遵循物化性情的差别必威，FIAM因子可能分为水性和油性；遵循透光度的差别，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。

　　中国科学院力学探讨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下降防弹衣弹击后钝性妨害拥有彰彰成效。之后过程2年的攻合，胜利的从剪切增稠胶体中提取出FIAM-S03因子抗障碍因子，并胜利将其注入到EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）原料当中变成特另表抗障碍胞元机合，但正在宏观上全体不转化古代EVA的根基物性。行使这种原料并辅帮“刚柔并济”的多层复合机合，可大幅下降枪弹障碍对诸如心脏等人体器官出现的钝性妨害，告竣了柔性智能抗障碍防护本事的革新性厘革。

　　FIAM因子正在军事范畴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职能等方面，中国科学院力学探讨所团队研发出FIAM-G06智能抗障碍因子，对EP（环氧树脂）原料举行赋能安排，正在国防某庞大专项声援下，变成了*振动禁止性情的IMECAM智能柔性电子灌封胶，合系收获取得巨头机构的专业检测和认证。结果阐明，IMECAM智能柔性电子灌封胶拥有尽头优异的抗障碍振动职能，最 高能将电子元器件障碍信噪比晋升20倍。该产物一经胜利行使正在多款导弹、火箭等合头电子器件的防护机合上瑜伽垫，告竣庞大本事收获墟市化转化。

　　FIAM因子还可下重到民用范畴，赋能动力电池、运动健身及柔性显示等范畴。最新的试验结果阐明，采用FIAM因子注入本事变成的灌封胶编造，不妨晋升电动汽车底盘的抗撞击职能，从而有用下降汽车碰撞时电池受损的概率，晋升整车安笑性。

　　面向运动健身范畴，实用于低障碍处境的FIAM-S04因子，注入古代的TPE（热塑性弹性体）原料当中，变成了一款集安宁、柔嫩、回弹、静音于一体的新型瑜ISHELTER伽垫产物。测试结果阐明，这种瑜伽垫不妨明显下降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合节形成的劳累毁伤必威奇妙的非牛顿流体质料——从淀粉糊到防弹衣。该产物相联两年登岸亚洲最 大的户表展——ISPO 运动用品与时尚展，受到瑜伽喜爱者的渊博好评。

　　现阶段，FIAM因子赋能本事一经延迟到柔性显式范畴必威。OLED柔性显示模组抗障碍职能弱连续是限造柔性显示器件大周围行使的一个合头题目，而正在改良显示组件抗障碍职能方面面对着空前绝后的离间——既要晋升抗障碍职能，也要确保原料的高透光度。FIAM因子注入到显示模组的各层原料当中不妨依照行使需乞降力学场景，满意差另表光学和防护等职能需求，将大幅晋升显示组件抗障碍职能，拥有清朗的行使远景。

　　从“水上漂”的“淀粉糊”，再到“液体盔甲”的柔性防弹衣，剪切增稠原料连续是近年来国表里探讨前沿热门之一，国表里过程永久的探讨，取得了大方经历和收获。而正在工程化方面，我国一经具有粉末、固态和液态多种样子的FIAM因子，针对差别行使场景行使正在包罗防弹衣正在内的灌封胶、动力电池、柔性显示模组、运动健壮等渊博范畴。