在传统的柔性材料中，热塑性弹性体（TPE）同时具备塑料和橡胶特性，具有安全、环保、耐候性和耐温性等优点，因而被广泛用于各类防护设备。然而，由于TPE材料存在舒适性、柔韧性和防护性能无法平衡的问题，可能严重影响到使用者的活动能力和安全性，因此，市场上对于TPE材料升级换代的呼声日益高涨。针对现有TPE材料冲击防护性能不足的问题，中科力信围绕其关键性冲击防护需求，利用FIAM智能抗冲击因子对TPE材料进行创造性的赋能设计，开发出一种性能更加优越IMECAM轻质柔性缓冲材料。与TPE相比，IMECAM具有更加优异的回弹性能。通过钢球自由落体冲击实验验证，在相同的下落高度下，钢球冲击TPE后的反弹率为10%，而冲击IMECAM的反弹率为37%，充分表明IMECAM具有更好的回弹性能。此外，经过相同力度的按压后，IMECAM表面的压痕会迅速消失，而TPE表面仍会残留明显的压痕，因此IMECAM具有回弹快、变形小、反复碾压不留痕迹的优势（如图1所示）。
图1 IMECAM与TPE的性能测试
而在材料的柔韧性方面，IMECAM也更胜一筹。有关专家基于万能材料实验系统，开展了IMECAM和TPE材料的准静态拉伸性能实验，获得了二者的拉伸应力-应变曲线（如图2所示）。在相同的拉伸条件下，IMECAM的断裂伸长率（272%）比TPE（201%）提高了35%，从而证明IMECAM具有更为优异的柔韧性，尤其适用于瑜伽垫等拉伸环境中。
图2 IMECAM与TPE的拉伸应力-应变曲线
此外，在关键的冲击防护性能方面，IMECAM比TPE的表现更为突出。研发人员利用落锤冲击实验平台和分布式压力传感器分别测量了IMECAM和TPE背面的冲击压力分布（如图3所示）。在相同的冲击载荷作用下，IMECAM背面的冲击压力峰值比TPE降低了30%以上，表现出更为优异的冲击防护性能。因此，在实际应用中，IMECAM能够显著降低人体或地面所受的冲击压力和震动，从而实现高效防护、静音减震的目标。
图3 IMECAM与TPE的冲击压力分布
IMECAM轻质柔性缓冲材料的上述特点决定了其非常适合被应用于人体防护产品。有关人员基于精细化的人体腿部有限元模型，利用LS-DYNA有限元分析软件，对IMECAM和TPE在低速冲击下的防护性能进行了数值模拟评估（如图4所示）。根据人体膝盖的损伤程度和损伤面积云图可以看出：相对于TPE材料，IMECAM能够显著削弱落锤对人体膝盖的冲击强度，从而对人体膝盖起到更有效的防护效应。
图4 IMECAM与TPE防护下的人体膝盖损伤
鉴于IMECAM轻质柔性缓冲材料优异的柔韧性和冲击防护性能，中科力信已经将其作为基材，开发出军用护膝护肘和ISHELTER瑜伽垫（如图5所示）。研发团队通过开展一系列产品级的测试分析，验证了军用护膝护肘冲击防护性能，以及ISHELTER瑜伽垫的隔音减震性能。此外，团队核心研究人员还参与了最新版GJB《单兵护膝护肘抗冲击性能测试方法》的制定，有助于中科力信在军用和民用抗冲击新材料领域进一步树立行业品牌，抢占市场先机。
图5 IMECAM在军用护膝护肘和瑜伽垫产品中的应用
此外，在动态释压枕、汽车脚垫、健身房地垫、鞋底鞋垫、指压板、防护装备缓冲系统等冲击防护和隔音减振领域，IMECAM轻质柔性缓冲材料也能发挥重要的防护作用（如图6所示），其广阔的应用前景，将促进中科力信将智能柔性抗冲击防护技术进一步在军用和民用个体防护领域加速推广，为推动军民融合高质量发展作出积极贡献。
图6 IMECAM轻质柔性缓冲材料广阔的应用领域
北京中科力信科技有限公司于2021年11月成立，着重于柔性智能抗冲击防护技术的研发及产业化发展，已拥有多款材料级、结构级定型产品；致力于打造国内一流的集防护产品开发、定制化防护解决方案为一体的军民融合高科技企业。2022年8月，中科力信获评为中关村高新技术企业。