一、納米流體能量吸收材料的研發(fā)背景

高性能抗沖擊、減震吸能的防護材料，在國防軍工、工業(yè)建設(shè)、汽車安全、兒童保護、體育用品以及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，例如裝甲、防彈衣、防爆服、防刺服、飛機起落架、高速公路隔離墩、安全帽、汽車保險杠、運動鞋和運動護具、精密儀器包裝、減震降噪系統(tǒng)等，因此，這一類材料長期以來一直是科學(xué)界和工業(yè)界的研發(fā)熱點。

單位質(zhì)量吸能密度和單位體積吸能密度是影響防護材料防護性能的關(guān)鍵，在這一方面，各國科學(xué)家開展了大量的研究工作，包括高吸能材料研究，吸能部件的拓撲和幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化，防護結(jié)構(gòu)宏觀設(shè)計和優(yōu)化等。各種不同的吸能機理（如塑性失穩(wěn)、相變、摩擦耗散、表面/界面能量吸收）都被用來提高防護結(jié)構(gòu)的吸能密度。

然而，不盡如人意的是，目前市場上絕大多數(shù)材料，其吸能密度最高僅為20J/g左右，遠遠不能滿足在一般的沖擊震動條件下對于防護性能的要求，離高速沖擊條件下所需的安全性就相差更遠了。 

二、納米流體吸能材料簡介

納米多孔材料本身由疏水性材料制成，在常規(guī)情況下，功能流體無法進入到納米材料孔道當(dāng)中，一旦發(fā)生外力作用，功能液體將進入納米孔道，通過這一過程，將外力機械功轉(zhuǎn)換為液固兩相間的盈余表面張力和摩擦力，真正實現(xiàn)了能量守恒轉(zhuǎn)化，外力撤消后，功能液體將流出納米孔道，因此，材料本身可以反復(fù)多次使用。1g納米多孔材料的比表面積可以達到100—2000平方米，是基體材料的幾十億倍，其吸收密度可以達到60-200J/g以上。

目前，根據(jù)檢測結(jié)果，納米流體能量吸收材料是任何當(dāng)前市面上的能量吸收材料的幾十乃至數(shù)百倍以上。在高速沖擊下，納米約束的液體分子所展現(xiàn)出的獨特構(gòu)型可以極大程度地遷移和減緩沖擊波，效果遠優(yōu)于任何已知材料。

納米流體能量吸收材料結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，性能在大范圍內(nèi)可調(diào)（僅需簡單改動就可使材料適用于不同的工業(yè)、軍用、民用的應(yīng)用中）。材料可以方便地嵌入任何現(xiàn)有的需保護的系統(tǒng)中，無需對現(xiàn)有系統(tǒng)進行重大結(jié)構(gòu)改造。目前，已經(jīng)在國家勞動保護用品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，中船重工七二五研究所進行了第三方評價測試，檢測結(jié)果表明，納米流體能量吸收材料可以提高安全帽和摩托車頭盔吸能性能60%—70%左右。

國家勞動保護用品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心頭盔檢測

在頭模之上戴上頭盔，共計5KG，傳感器置于頭盔與頭模之間，從1.8米高處落下，頭盔率先著地，傳感器感應(yīng)到重力加速度越小，吸能效果越好。

落錘試驗

將傳感器放置于四種減震測試材料下方，5kg錘頭從30厘米高處落下，材料會吸收沖擊力，材料底部的傳感器記錄未吸收的沖擊力峰值，未吸收沖擊力峰值越小，說明材料本身吸收沖擊力效果越好。

三、納米流體吸能材料開發(fā)團隊

陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院

陜西煤業(yè)化工集團為陜西省特大型能源化工企業(yè)集團，是陜西省能源化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的骨干企業(yè)和陜西省煤炭大基地開發(fā)建設(shè)的主體?？偛课挥谖靼彩?，注冊資本100億元。集團目前擁有80余個全資、參控股企業(yè)，資產(chǎn)總額4043億元，在冊職工13萬余人。產(chǎn)業(yè)涉及煤炭、煤化工、鋼鐵、電力、裝備、科技、金融、建筑施工等。2015年實現(xiàn)銷售收入1909.73億元，煤炭產(chǎn)量達1.27億噸。2015年榮列世界500強榜單第416位，成為西部地區(qū)第二家躋身世界500強的企業(yè)。

陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院是陜煤化集團的全資子公司，于2011年5月成立，注冊資本金10億元人民幣。公司以能源（煤炭）化工技術(shù)的工程化開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用為重點，經(jīng)營范圍涉及能源（煤炭）、化工、新材料、新能源等多個行業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品的科技研發(fā)、科技成果的推廣和應(yīng)用、工程和管理咨詢服務(wù)以及專利專有技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)營、銷售代理和專利專有技術(shù)的許可代理等。

公司現(xiàn)有員工326人，其中碩士141人，博士52人，碩士以上學(xué)歷占總?cè)藬?shù)的60%，下屬3家參控股公司。公司目前擁有6個國家級科研機構(gòu)、6個省級工程研究中心、9個省級企業(yè)技術(shù)中心、4個省創(chuàng)新型企業(yè)、4個省創(chuàng)新型試點企業(yè)，擁有院士專家工作站1個，駐站院士6人、博士后科研工作站2個、“長江學(xué)者”2人。