一、什么是剪切增稠流体

剪切增稠流体（Shear Thickening Fluid，以下简称STF）是由纳米粒子分散在高聚物中或长链高分子聚合而形成的一种混合流体利用STF与高分子纤维材料进行复合所制备的各类型先进体育材料具有极为优异的力学性能，因而逐渐成为抗外力防护领域最重要的材料之一，具有广阔的应用前景。

早期最为典型的STF增强高分子纤维材料应用案例可追溯至2006年都灵冬季奥运会上部分冰雪运动选手所使用的d3o材料，该材料常态下为松弛状态，柔软而富有弹性，能够为运动员提供良好的穿着舒适感；一旦遭到外界剧烈撞击，分子间粒子相互锁定，材料硬化后形成一层紧致的防护层为运动员提供防护，降低运动损伤。二、剪切增稠机理

1.ODT原理
ODT原理最早由Hoffman证实，该学者通过对纳米粒子/聚合物悬浮体系STF材料开展光散射实验，证明了材料体系中的粒子在受到较小外力作用时，有序程度得到提高；当外力较大时粒子的有序结构被破坏，从而分别表现出剪切变稀和剪切增稠的两种现象。
2.水合粒子簇理论(Hydro-cluster)
当颗粒与颗粒之间的距离减小时，流体润滑力增大。在高剪切速率状态下，流体润滑力将颗粒拉近，聚集的颗粒形成“水离子团簇”。由于团簇中颗粒浓度较高，流体所受应力较大，颗粒间相互流动困难，导致能量耗散率增加，粘度增大。

三、剪切增稠材料的应用
1.运动防护
不少应用关注剪切增稠液在运动器具上的作用，将其应用在球拍，滑雪板，鞋类等产品中，并取得了显著效果。如下图：将运动眼镜的传统皮带替换为STF填充的管状皮带，该保持系统可以通过确保在发生撞击事件时将个人防护设备保持在原位来减少伤害。防止护眼镜脱落引起的二次撞击的伤害。


2.防护外衣
利用STF增强纤维材料制备的某款赛车运动防护外衣面料。该面料主要包含表层面料、暴力分流材料、暴力吸收材料以及内衬等四层材料。其中暴力吸收材料层的主要制备原料为STF增强纤维材料，在受到外界冲击力作用时，暴力分流材料能够将一点的冲击进行充分扩散，最终由STF增强纤维材料进行吸收。



参考资料
[1]张进秋,赵明媚,彭志召,张建,李欣.剪切增稠液体理论基础和工程应用进展概述[J/OL].材料导报,2022(09):1-18[2021-11-22].
[2]刘洁.剪切增稠液体增强高分子纤维材料融合体育发展研究[J].合成材料老化与应用,2021,50(05):172-174.
[3]宗昊,魏汝斌,董彬,王小伟,翟文,刘忠民.剪切增稠胶智能复合材料的研究进展[J].化工新型材料,2021,49(04):52-56.