文 | 张丞

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编辑 | 石亚琼

材料在实际工作环境中不可避免地会受到各种冲击，如果冲击效果比较严重，那么材料和材料内部的物质都会受到破坏。那么如何让材料具备遇强则强、遇弱则弱的抗冲击能力呢？

36 氪获悉，中国科学院力学研究所自主研发的 FIAM 抗冲击材料技术解决了材料抗冲击这一难题。

一、什么是 FIAM 技术？

FIAM（FLEXIBLE INTELLIGENT ANTI-IMPACT MATERIAL）即柔性智能抗冲击材料，可以使各种工程材料具有对冲击载荷的智能响应，并大幅提高其防护性能。

这类材料属于非牛顿流体，当受到冲击的时候，材料会出现较强的抵抗力，当冲击力消失的时候，又会恢复成流体，具有遇强则强、遇弱则弱的抗冲击特性。但这类材料本身并不稳定，极易发生沉淀和变质，无法直接应用到工程材料当中。

由于发挥抗冲击作用的基团有的在颗粒层面，有的在分子层面，有的则在原子层面。于是，中国科学院力学研究所团队从各类抗冲击材料的微观或介观层面提取出来抗冲击材料因子。

中国科学院力学研究所博导，正高级工程师魏延鹏告诉 36 氪，这些 FIAM 因子可以与其他材料完全融合在一起，从原子或分子层面为其他材料提供智能抗冲击的性能，实现对冲击载荷的瞬态智能响应。

从原理上来看，FIAM 材料可以与普通的多孔材料相结合，在胞元结构当中形成特别薄壁的缓冲单元，同时对结构的壁面有深度的改造，从而实现动态响应机理。

魏延鹏对 36 氪表示，目前全球市场上生产的其他抗冲击材料都无法与其他材料完全融合在一起。比如 STF 和聚硼硅氧烷自身虽然具备抗冲击性能，但是这些材料和其他材料如灌封胶结合之后，抗冲击性质就会全部消失。

中国科学院力学研究所团队迄今为止提取出 30 多种 FIAM 因子，形成了系统性的智能抗冲击材料因子库。例如用于柔性屏幕的 FIAM-OCA 和 FIAM-PMMA，用于电子器件灌封的 FIAM-EP，用于鞋子、瑜伽垫、护膝和护肘的 FIAM-TPE 和 FIAM-EVA。

据悉，怀柔科学城已经具备年产 30 吨的中试生产能力，并拥有全方位的力学性能检测条件，为材料机理研究和产品研发提供了重要支撑。

二、FIAM 技术可用于动力电池包灌封、柔性屏幕等领域

FIAM 技术的应用广泛且多样化，可以为各类材料产品提升其抗冲击性能，比如柔性屏幕抗冲击薄膜、动力电池灌封胶、抗冲击瑜伽垫、老年防护裤等。

对于柔性屏幕，FIAM 技术可以应用于 TPU 和 OCA 等柔性屏幕显示模组的抗冲击薄膜，从而提高柔性屏幕的耐久性和安全性。通过降低冲击载荷，FIAM 技术能够延长柔性屏幕的寿命。

屏幕材料透明度一度是该技术面临的挑战，但中国科学院力学研究所团队已经开发出一款透明的 FIAM 因子，可以与薄膜混合使用。

目前研究团队已经与全球最大的屏幕生产商展开合作。针对显示屏模组中不同材料属性的薄膜均已定向开发相应的 FIAM 因子，包括 TPU、OCA、PSA、FOAM 等材料。

FIAM 技术可以根据不同的力学环境进行优化，从而实现对不同冲击载荷的瞬态智能响应。在柔性屏抗冲击膜的应用中，FIAM 技术就可以根据不同的冲击载荷进行优化，从而实现对不同强度的冲击的智能响应。这种智能响应能够有效地保护屏幕，延长产品的使用寿命，提高产品的可靠性。

在动力电池方面，FIAM 技术可以应用于电动汽车底盘的灌封胶。通过抑制冲击力对动力电池的影响，FIAM 技术可以大幅降低动力电池受损的概率，提高电池的安全性和可靠性。

比如相较于普通的 EP 材料，FIAM-EP 材料在受到冲击时产生的应力峰值明显更小，减小中心区域加速度，进而降低冲击过程中电池包受损的概率。

研究团队已经对 FIAM-TPU、FIAM-EP 灌封材料进行了一系列动力电池冲击测试，可以大幅提高电池包抗冲击能力、降低电池包穿刺损伤，大幅降低起火可能性。目前材料均已进入中试阶段，正在陆续和动力电池企业、主机厂展开合作。

魏延鹏告诉 36 氪，由于可以通过调控材料的链结构和分子间相互作用来实现对材料性能的精确调控，FIAM 材料因子可以和聚合物、金属、陶瓷等各类材料实现无缝融合，不会改变原始材料的生产工艺流程和制造装备。这就意味着下游客户应用该种材料的便利性非常高，材料导入的门槛极低，投入产出比高。

更重要的是，FIAM 技术可以根据不同的冲击环境对目标材料成分结构进行反向设计优化，从而形成适用于宽域冲击环境防护的材料。这种适用性使得 FIAM 技术在防护领域具有广泛的应用前景，可以为各种行业提供更高效、更安全的解决方案。

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