新型材料防冲击 守护安全更有力——北京新闻广播专访中科力信联合创始人、董事、总经理杨喆

近日,中国科学院力学研究所博士,中国科学院过程工程研究所博士后,北京中科力信科技有限公司联合创始人、董事、总经理杨喆接受北京新闻广播《照亮新闻深处》栏目专访,与听众分享了新型柔性智能抗冲击材料(FIAM)研发背后的故事和相关技术的应用前景。


   《照亮新闻深处》栏目主持人段玉龙告诉听众,新型柔性智能抗冲击材料(FIAM)能够在受到冲击时更好地吸收和分散动能,可用于提升多种防护装备的性能,具有广泛的应用空间。此次受访的杨喆总经理既是这项研究成果的主力研发人员,也是成果转化单位中科力信的联合创始人,他从柔性智能抗冲击材料的研发历程,军用民用领域的应用场景和性能优势等多个角度向大家进行了深入浅出的讲解,为听众科普了柔性智能抗冲击技术的专业知识及其对我国重大科技领域和普通百姓生活带来的深刻变化。


    杨喆总经理介绍说,柔性智能抗冲击材料的攻关研发已经走过了十余年的发展历程。研发团队在承接国家相关课题研究时发现,在高价值武器的精准打击和信号识别领域,随着武器速度的提高,其关键的芯片、电路等元器件精准防护和安全保护存在“卡脖子”问题。基于此,研发团队有针对性地将新型柔性智能抗冲击材料与传统灌封材料“环氧树脂”相结合,研制出一种可以防护高速武器芯片、电路的新型灌封材料,打响了FIAM产品成功落地应用的“第一枪”。


    在解决了高速武器元器件抗冲击防护的技术难题后,柔性智能抗冲击材料在应对更低量级的力学环境时便有了更加丰富有效的应用场景。在防弹衣领域,目前国家军用标准规定防弹衣缓冲层受撞击后的凹陷深度不能超过25毫米但在指标下士兵仍然可能受到一定程度的撞击伤害。而使用柔性智能抗冲击材料后,防弹衣缓冲层抗冲击能力将提升30-50%,最低凹陷深度可缩减到5毫米,这将大幅降低子弹击中人体后造成的冲击损害,对于提升士兵的持续作战能力起到了显著的防护作用,在国际上处于技术领先水平。目前,该技术已获得国家权威防弹衣评价机构——军事科学院军需工程技术研究所的权威报告,并得到北京市科委“怀柔科学城成果落地专项”的财政支持,用于建立量产新型防弹衣的产业化基地。


    在民用市场上,柔性智能抗冲击技术的应用则堪称“降维打击”。目前,中科力信技术团队已在多个民用产品应用方向上同步发力,并取得了积极进展。例如,在手机领域,目前折叠屏手机正如火如荼,形成引领智能手机使用方式变革的新趋势,然而折叠屏属于柔性屏,缺少玻璃基材的强力防护,且因其本身特性也无法进行常规的贴膜保护,这导致折叠屏防护性能成为产品的一大痛点。而柔性智能抗冲击材料能够在折叠屏的正面和背面同时赋能,加入柔性智能抗冲击因子,从而在不影响其原有功能的基础上大幅提升整体抗冲击性能30-50%。目前中科力信正在与国内大型手机屏幕生产厂商进行联合研发,预计明年夏天将会落地新款产品。


    与折叠屏手机遇到的困境相似,在当前十分火爆的新能源电动汽车领域,碰撞防护也是困扰厂商和用户的一个关键问题。如何降低电动汽车遭遇猛烈碰撞后的起火爆炸概率,一直是电动汽车生产厂家、电池生产厂家和广大用户最为关注的行业痛点。目前,中科力信已经成立了专项研发小组,正在和国内主流电池生产商联合研发攻关,通过将柔性智能抗冲击因子注入电池防护垫材中,尽可能把穿刺和碰撞载荷造成的电池变形和损害降至更低水平,从而进一步提升电动汽车安全性。


    当主持人问到力学研究团队的科学家是如何新材料这一更接近化学科学的技术领域取得突破的问题时杨喆总经理表示,柔性智能抗冲击材料体系最关键的技术并不是材料的配方,而是基于基础的力学原理,去分解每一个需要防护的目标,研究目标所承受的力学环境是什么,其技术的本源还是力学。归结起来就是根据不同的力学环境,反向设计材料的一项技术。其实,抗冲击材料在人们的日常生活中并不鲜见,比如非牛顿流体材料,其特点是遇强则强,将这类材料中最核心的化学键提取出来,与传统的工程材料有机结合,就能起到在关键时刻遇强则强的效果。


    杨喆总经理谈到,自己在十多年的专业积累过程中,也发现力学团队需要化学方面知识的补充,因此自己在中科院过程工程所完成了化学工程方面的博士后学业,获得了力学和化学材料交叉领域的科研成果,在一定程度上补齐了化学方面的专业知识,做到了新材料研究的“有的放矢”。而追本溯源,这也是受到自己在中科院力学所研究生学习时第一堂课的启发。中科院力学所是钱学森先生一手创立起来的,其办所的第一个方针就是工程科学思想,希望在工程应用和科学研究之间架起一座桥梁,使科研成果能够迅速转化落地应用。我们作为中科院力学所的年轻一代,也应该在抗冲击防护这一细分的科研领域中做到“有的放矢”,按照工程科学思想开展工作,既要高屋建瓴,又要脚踏实地,将科学研究与实际应用更好地结合起来,为推动我国新材料产业创新发展作出更大贡献。

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