在心里种花，人生才不会荒芜。奔走在防护领域的魏延鹏，就是这样一位探索者。“所有的科研成果都是为应用服务的。”将科技成果推广和应用于社会，是科研工作的出发点和最终归宿。所以，魏延鹏在从事科研的同时，开启了创业之路。
作为一位创业型科学家，魏延鹏将需求和应用视为研发的终极目标，致力于用科学的方法解决现实中的复杂问题。于是，具有极高应用价值的柔性智能抗冲击防护材料（FIAM），诞生了。 FIAM材料是一种力学性能随冲击载荷变化而改变的轻质高分子聚合物，在自然状态下呈现出柔软的凝胶态，冲击载荷能够迫使其迅速硬化以抵抗冲击变形并吸收冲击能量，而在冲击载荷消失后又能恢复至最初的凝胶态。由于FIAM材料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和广阔的应用前景。 但这样的材料研发，既需要研发团队的综合实力，也需要研发的契机，好在，魏延鹏团队拥有了这样的天时、地利、人和。 心至苍穹外——防护领域的突破 不要为科研设置围墙，直面需求，才是探索的航线。防护领域的研究，亦是如此。 提到防护，人们自然会与军事需求联系起来。高性能单兵防护装备是保障士兵生命安全的重要屏障，但传统的EVA、EPS和EPP等材料体系防弹衣虽然能够阻挡子弹穿透，但是撞击瞬时产生的冲击波仍会通过各层介质传递到人体，给中弹者带来一定程度的伤害。在这样的背景下，抗冲击性能更为优异的新型柔性缓冲材料的研发，迫在眉睫。 先进的实验室，优秀的团队，研发的契机，当一切都准备就绪时，魏延鹏团队便拉开了披荆斩棘的研发序幕。他们以现实需求为目标，开发出一种针对冲击载荷具有自主调控能力的FIAM柔性智能抗冲击材料，并实现了基于力学环境的材料定向优化设计方法和工艺方案。 魏延鹏团队将FIAM材料创新性地用作防弹衣缓冲层，对心脏等关键部位进行增强防护，并与超高分子量聚乙烯防弹层结合形成了一种柔性复合防弹衣。团队基于弹道冲击实验和数值模拟，研究了弹道冲击下复合防弹衣的防护性能和动力学行为，系统分析了复合防弹衣的变形模式、能量传递和耗散行为，并从电子、原子、分子和宏观尺度阐述了FIAM材料的防护效应和冲击硬化机制。结果表明，FIAM能够在弹道冲击下迅速硬化，从而发生强烈的相变行为，以抵抗冲击变形并吸收冲击能量，从而将峰值冲击压力降低45%，防弹衣凹陷深度降低47%。与传统EVA缓冲材料相比，FIAM材料能够快速形成大面积耗散区，在吸收更多冲击能量的同时，大幅降低防弹衣对人体的冲击强度，降低了人体相应部位遭受的钝性损伤。 由此可见，实现物化调控的 FIAM 柔性智能抗冲击因子，在介观 - 微观尺度具备应变率增强特征，可以通过微结构、分子和原子等不同层面与传统工程材料结合，在不改变材料初始性状的条件下，提升对外部冲击载荷智能响应能力，对诸多工程材料具有出色的相容性和广谱的赋能效应。 与此同时，魏延鹏团队还完成了基于冲击环境的材料工艺反向调控方法，解决了FIAM因子的批量化生产问题，以及制约工业大批量生产的粉末化工艺，部分技术已经处于国际领先水平。 不忘初心，不负使命。魏延鹏团队走在了FIAM研发的前线。他们在柔性复合防弹衣的基础上，基于FIAM材料独特的力学特性，围绕典型冲击防护应用场景，相继开发出FIAM-EVA、FIAM-PU和FIAM-SR等复合材料，以其优异的柔韧性、可塑性、热稳定性、抗冲击性能，在高端电子器件防护、装备防护、个体防护领域（如运动防护等）具有非常好的应用前景。 为了更好地将成果转化为符合市场的产品，魏延鹏团队于 2021 年 12 月成立北京中科力信科技有限公司，集合创新资源，匹配科创要素，积极增强科技创新驱动力，加快驶入高速发展快车道，已经成功开发出多种新技术、新工艺、新材料产品，获得了相关部门的检测与认证，并且已经在部分领域定型应用，实现了批量生产和迭代优化。 目尽星河远——走向应用的技术 材料在实际工作环境中不可避免地会受到各种冲击，当强度较大时，就会破坏材料内部的物质，从而降低其使用效果和寿命。但FIAM材料却实现了质的飞跃，它可以随着冲击力度的大小，来进行自我调节，遇强则强、遇弱则弱，实现了抗冲击、抗变形的研发目标。 2022年10月，FIAM 柔性智能抗冲击技术获得北京市科学技术委员会怀柔科学城落地专项支持。针对AMOLED柔性电子显示产品对抗冲击性能提升的迫切需求，中科力信创新性的将FIAM技术应用于AMOLED柔性显示模组，并且正式列入下一代柔性电子显示产品的落地应用。在保证光学、粘接、弯折与环境适应性等基础物性的前提下，中科力信已经成功突破FIAM因子对TPU（热塑性聚氨酯）、OCA（光学胶）与SG（硅凝胶）等AMOLED屏上与屏下用膜材的赋能注入技术。相对于传统AMOLED柔性显示模组，FIAM新型显示模组实现了抗冲击性能的跨越式提升，AMOLED关键冲击防护指标—落球与落笔冲击破坏高度的提升率高于30%。同时，通过AMOLED柔性显示模组的理论分析与结构优化设计，从力学层面上实现将AMOLED柔性显示模组抗冲击性能提升30%以上。 此外，魏延鹏带头研发适用于多种场景的抗冲击耐振型电子灌封胶，具有优异的抗冲击振动性能，广泛应用于电子元器件冲击信噪比提升、赋能动力电池等领域。 人间总有一两风，助我开拓创新梦。既是科学家又是创业者，双重的身份，也让魏延鹏承担起了双份的责任。他，既要潜心笃志，关注研发，成为科技兴国筑梦者；也要躬身入局，关注市场，担当创业航船掌舵人。毕竟，应用才是技术最终的战场。毫无疑问，魏延鹏做到了游刃有余。 提及未来，魏延鹏充满了期待。毕竟，防护领域具有极其广阔的市场，只要目标明确，路径清晰，持续深耕探索，精心谋篇布局，加速开创抗冲击防护产业创新发展新局面，终能让中国的防护产品走向世界。 专家简介 魏延鹏,中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室教授级高级工程师,博士生导师, 国防科技 173 计划首席科学家,引信动态特性国防 重点实验室客座研究员,中国力学学会产学研工作 委员会委员,北京中科力信科技有限公司首席科学 家。作为负责人承担国防科技基础加强计划重点项 目、国家自然科学基金项目“高应变率下不锈钢激 光焊缝塑性流动及本构行为研究”“十三五”国 家重点研发计划项目“典型车体材料动态力学性能 测试研究”等科研项目。在各类国际学术期刊发表 SCI 期刊论文 50 余篇,获授权中国发明专利50余件。
责任编辑：赵娜
