【深度】剪切增稠材料具有剪切增稠现象在抗冲击领域应用前景广阔

2024-06-19 14:28

剪切增稠材料具有优异的柔韧性、可塑性、轻便性及灵敏的应变率效应，在国防军工、汽车安全、可穿戴设备、抗冲减震、建筑、体育器材等领域具有广阔应用前景。

剪切增稠材料是应变率相关的一种新型智能材料。剪切增稠（ST）是指流体黏度随着流体所受剪切速率增加而增长。根据形态不同，剪切增稠材料可分为剪切增稠液（STF）、剪切增稠胶（STG）、剪切增稠复合材料；根据成份不同，剪切增稠材料分为高分子溶液体系、纳米粒子/聚合物/溶液悬浮体系。

剪切增稠材料具有剪切增稠现象，在自然状态下，剪切增稠材料具有良好的柔韧性，但在高应变率冲击载荷下，由于压缩和剪切诱导的增稠效应，剪切增稠材料的粘度、模量迅速增加，从而表现出较高的刚度，外力撤去后体系状态可恢复如初。

剪切增稠液是由分散相、分散介质组成的分散体系，分散相主要为固态颗粒，如二氧化硅、碳酸钙、聚甲基丙烯酸甲酯等，分散介质主要为低分子量的液体，如聚乙二醇、乙二醇、离子液体等。根据剪切增稠现象不同，剪切增稠液又分为连续性剪切增稠液（CST）、非连续性剪切增稠液（DST）。

剪切增稠材料具有优异的柔韧性、可塑性、轻便性及灵敏的应变率效应，在国防军工、汽车安全、可穿戴设备、抗冲减震、建筑、体育器材等领域具有广阔应用前景。但由于其力学行为复杂、制备标准高，剪切增稠材料工程化应用受到一定限制。

根据新思界产业研究中心发布的《2024-2028年中国剪切增稠材料市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示，我国剪切增稠材料相关研究单位和生产企业有中国科学院力学研究所、中国科学技术大学、北京中科力信科技有限公司、哈尔滨合佳商业信息咨询有限公司、黄山久石科技发展有限公司等。

北京中科力信科技有限公司是国内力学抗冲击领域龙头企业，由中国科学院力学研究所冲击防护技术团队及管理团队共同发起成立，致力于柔性智能抗冲击技术（FIAM）的研发和产业化发展。2023年3月北京中科力信完成天使轮融资，2024年北京中科力信实现高透光学型STF剪切增稠液技术突破，有望将剪切增稠材料应用扩展至AMOLED柔性显示领域。

新思界行业分析人士表示，剪切增稠材料是抗冲击领域研究热点，在防护装备、抗冲减震、可穿戴设备等领域具有广阔应用前景。随着研究深入，国内外在剪切增稠材料领域积累了大量经验和成果。但由于其制备标准高、力学行为复杂，剪切增稠材料应用受到一定限制，且制备工艺尚需进一步优化。

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