一、智能吸震材料(liao)?——?ESA

ESA 材料是一種具有特殊流變特性的高分子材料。它(ta)在工(gong)作時不需(xu)要(yao)外加任(ren)何(he)激勵(li)，低應變率的(de)情況下(xia)呈流動狀態(tai)，當它(ta)受到沖擊時，材料會(hui)表(biao)現出一個相對固態(tai)的(de)特性(xing)，從而消耗大(da)量(liang)的(de)能量(liang)。這種材料具有(you)優(you)異(yi)的抗沖(chong)擊及緩沖(chong)吸能效(xiao)果。

目前思創新材(cai)主要(yao)的材(cai)料類型有三大類：

?ESA ?流變材料：即 ESA 凝(ning)膠這種材料它在常態下是柔軟的(de)，沖擊變(bian)硬，可(ke)以感知(zhi)不同強(qiang)度(du)的(de)沖擊，既減震又有(you)回(hui)彈(dan)。這種材料在日(ri)常生活非常常見，即非牛頓流(liu)體的(de)材料。

?ESA ?發泡材料：在 ESA 流變材料基礎上，將其跟其他基體材料復合之后，通過發泡工藝，做成的密度相對較小的材料，這種材料的沖擊力吸收率能夠高達 90%?以上。

?ESA ?熱塑性材料：針對熱塑性彈性體，思創新材研發了一種改性的 ESA 熱塑性材料，這種材料除了具有良好的減震性能、抗沖擊性能以外，還有較好的耐磨、耐撕裂性能。

二、ESA凝(ning)膠

在常(chang)態下， ESA 凝膠非常(chang)柔軟(ruan)，緩(huan)慢(man)拉伸后，凝膠顯示出優(you)異的延展性；然而，一旦受到(dao)外力沖(chong)擊， ESA 凝膠會瞬間變硬(ying)并呈現橫(heng)截面(mian)斷裂。

ESA 凝膠具(ju)有極致的減震吸能特性，并且具(ju)有回彈性，這是它的一項顯著特性，為此也進行了多次驗(yan)證實驗(yan)。

例如，將凝膠(jiao)包裹在(zai)手指上并用(yong)力敲擊時，手指在(zai) ESA 凝膠(jiao)的(de)保護(hu)下并未感到疼痛。將 ESA 凝膠(jiao)包裹在(zai)雞蛋上，用(yong)錘(chui)子(zi)敲擊雞蛋，結(jie)果(guo)雞蛋完(wan)好無損，但當(dang)去掉 ESA 凝膠(jiao)保護(hu)的(de)雞蛋被(bei)敲擊時，雞蛋立即(ji)破(po)裂。

更進一(yi)步，將 ESA 凝膠包裹在手(shou)機(ji)屏幕上，用(yong)錘子敲擊手(shou)機(ji)屏幕，結(jie)果手(shou)機(ji)屏幕完好無損。

思創(chuang)新材的(de)團隊也試驗(yan)了在西瓜上(shang)使用 ESA 凝膠保護；結果表(biao)明，即(ji)使被敲(qiao)擊，有 ESA 凝膠保護的(de)西瓜仍然完好無(wu)損，而沒有 ESA 凝膠保護的(de)西瓜不堪一擊。

三、ESA?發(fa)泡材料(liao)

1、ESA?發泡(pao)材料(liao)的研發及結(jie)構性能

在 ESA 流(liu)變材料(liao)的基(ji)(ji)礎上，通(tong)過技術升級，將其(qi)與基(ji)(ji)體材料(liao)復合(he)處(chu)理后，得到了 ESA 發泡材料(liao)。

這種材料同樣(yang)具有優異的抗沖(chong)(chong)(chong)擊性和(he)減震吸(xi)(xi)能(neng)效果，在遇到(dao)高速沖(chong)(chong)(chong)擊時該材料能(neng)夠快速響應并吸(xi)(xi)收沖(chong)(chong)(chong)擊力(li)；外(wai)力(li)消失后(hou)它又能(neng)夠恢復到(dao)柔軟狀態，是(shi)一種相對理想的防(fang)護材料。

如圖(tu)呈現的(de)(de)是 ESA 發(fa)泡材(cai)(cai)料微(wei)觀結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)掃描(miao)電鏡圖(tu)。從圖(tu)像分(fen)析可見，該(gai)材(cai)(cai)料的(de)(de)泡孔結(jie)構(gou)(gou)分(fen)布較(jiao)為均(jun)勻，且(qie)泡孔的(de)(de)孔徑范(fan)圍(wei)大約在(zai)50-200?μm之間。這種均(jun)勻且(qie)細膩的(de)(de)泡孔結(jie)構(gou)(gou)，表明了材(cai)(cai)料的(de)(de)高度均(jun)質性。

對 ESA 材料進行光電子能譜分析和紅外分析。得其材料主要含碳、氧和硅元素，ESA 發泡材料主要是聚氨酯和聚硼硅氧烷的混合物，即在基材聚氨酯中加入非牛頓流體聚硼硅氧烷，即 ESA 凝膠。

如今綠色生物(wu)基材(cai)料(liao)(liao)是一熱(re)點，ESA 發泡材(cai)料(liao)(liao)也是一種(zhong)綠色環保的生物(wu)基材(cai)料(liao)(liao)。2023年(nian)該材(cai)料(liao)(liao)也已(yi)經(jing)通過了美國農業部（USDA）的認證，里面生物(wu)基含(han)量高(gao)達(da)40%，而目前該材(cai)料(liao)(liao)的生物(wu)基含(han)量最高(gao)已(yi)經(jing)能夠達(da)到(dao)50%。

值得(de)注意的(de)是，USDA對生物(wu)基認證的(de)最(zui)低要(yao)求(qiu)是超過(guo)25%的(de)生物(wu)基含量，這也進一步(bu)證實了該材料在綠(lv)色環保方面(mian)的(de)杰出貢(gong)獻和達到的(de)高標準(zhun)。

2、? ESA?發泡材(cai)料的作用(yong)機理(li)

其主(zhu)要的(de)作用機(ji)理與兩個方(fang)面(mian)有關：

與(yu)基體材料有關：多孔材料本身受到沖擊時，通(tong)過細(xi)胞(bao)壁結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)彎曲、摩(mo)擦和(he)內部空氣的(de)(de)(de)壓縮，吸收震動(dong)產生的(de)(de)(de)能量，從而達到防護的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。

與剪切增稠的凝膠有關：通過添加 ESA 凝膠，?在受到沖擊時呈現剪切增稠的特性，進而增加材料整體的損耗模量。相應材料在力的作用下引起分子鏈滑移，這也會消耗更多能量，使得材料在變形時能夠吸收能量，達到減震的效果。

3、ESA?發(fa)泡材料性能檢測

ESA 發泡材料(liao)在鞋材領域的應用經歷(li)了一系列檢(jian)測(ce)。

其減震(zhen) G 值達到(dao)14.1，反映了其優秀的(de)吸震(zhen)性(xing)能。材料的(de)回彈率較(jiao)低，符合主要吸震(zhen)目的(de)的(de)預期，同時顯(xian)示(shi)出(chu)較(jiao)好的(de)壓縮變形(xing)性(xing)能。永(yong)久壓縮變形(xing)率為3%，表明(ming)材料具有較(jiao)高(gao)的(de)結構穩定(ding)性(xing)。

DSⅡ?的(de)數(shu)值越低，動態剛性越低，證明材料擁有更好(hao)的(de)吸震性能(neng)；而該材料沖擊減震性能(neng)DSⅡ的(de)數(shu)值約為145.3，從而驗(yan)證了材料超過(guo)70%的(de)高效(xiao)吸能(neng)效(xiao)果。

將 ESA 發(fa)泡材(cai)(cai)料與現在傳(chuan)統(tong)發(fa)泡中(zhong)底材(cai)(cai)料的沖擊測試對(dui)比，沖擊力值越小(xiao)證明材(cai)(cai)料的吸(xi)能效果越好，而 ESA 發(fa)泡材(cai)(cai)料減(jian)震吸(xi)能的特性是目前傳(chuan)統(tong)中(zhong)底材(cai)(cai)料的兩倍。

在“CCTV晉江欄目”的一次采訪中，為驗證 ESA 材料的性能進行了一項對比實驗。

將(jiang)防震材(cai)料鋪(pu)在同一(yi)玻(bo)璃上(shang)，一(yi)個鋼球從一(yi)定高(gao)度落下，普通材(cai)料下方(fang)的玻(bo)璃板瞬間破裂，但(dan)鋪(pu)了(le) ESA 發泡材(cai)料的玻(bo)璃板保持完好無(wu)損。這(zhe)一(yi)實驗結果有效證明了(le)該材(cai)料在減震吸(xi)能方(fang)面的優異性能。

四、ESA 麒麟涂料

1、ESA 麒(qi)麟涂料的介紹(shao)

ESA 麒麟涂料實際(ji)上(shang)是(shi)一(yi)種高(gao)分子彈(dan)性噴(pen)涂材(cai)料。它通過設備在噴(pen)槍(qiang)位置進行高(gao)壓對撞，噴(pen)到(dao)物體表面形成一(yi)個保(bao)護層(ceng)，這種保(bao)護層(ceng)在噴(pen)出后可以瞬間固化(hua)。

2、ESA 麒麟噴涂材料的特性

ESA 麒麟涂料的主要特(te)性包括增強(qiang)結構、增韌(ren)耐磨，以(yi)及提供(gong)防水、防腐(fu)等。

• 施工便捷(jie)：其采用的是噴(pen)涂工藝，噴(pen)涂后(hou)5秒(miao)內便可凝(ning)膠(jiao)，10秒(miao)后(hou)即可表(biao)干，意(yi)味(wei)著在噴(pen)涂完(wan)成10秒(miao)后(hou)，就可以直(zhi)接接觸(chu)涂料，而不會造成任(ren)何表(biao)面損(sun)壞，無(wu)滴落，無(wu)流掛(gua)。
• 綠色環保：在(zai)過去的一些工程應用(yong)(yong)中(zhong)，它(ta)被(bei)用(yong)(yong)于飲用(yong)(yong)水(shui)池(chi)的內側，作為防水(shui)和防腐噴涂，防止水(shui)池(chi)漏水(shui)或外表面腐蝕。并且(qie)其不含任何有機溶劑，沒有 VOC 排放，可以直接與飲用(yong)(yong)水(shui)接觸。
• 增強(qiang)結(jie)構：其(qi)出(chu)色的(de)附著力(li)能夠與多種基材緊密結(jie)合，展現(xian)了優(you)異的(de)抗(kang)撕(si)裂和抗(kang)剝落性能。
• 增韌耐(nai)磨(mo)：具備良好的(de)(de)拉伸強度和(he)耐(nai)磨(mo)、耐(nai)刮蹭能力。例如，在鞋材行業的(de)(de)應(ying)用中，將該涂(tu)料(liao)噴涂(tu)于(yu)鞋子和(he)服裝上可顯著提高(gao)耐(nai)磨(mo)性和(he)提供結構支(zhi)撐。
• 防(fang)水防(fang)腐：它對大多數酸堿性溶劑的抵(di)抗，為材(cai)料提供了(le)額外(wai)的保護(hu)層。

   

經 1.5-2 mm 厚的 ESA 麒(qi)麟涂料(liao)處理(li)的紙杯(bei)，能承受人的全重(zhong)而(er)不形變(bian)，承重(zhong)能力達350公斤(jin)，而(er)四個這(zhe)樣的紙杯(bei)可(ke)支撐重(zhong)量達1,450公斤(jin)；

同樣，普通泡沫(mo)材料經(jing)涂(tu)料噴涂(tu)后，即使被卡車碾壓(ya)，也能(neng)保(bao)持結(jie)(jie)構(gou)完整，這都有效(xiao)證明了涂(tu)料對物體結(jie)(jie)構(gou)強(qiang)度的顯著(zhu)增(zeng)強(qiang)效(xiao)果。

對(dui)該材(cai)料的(de)耐磨(mo)特性(xing)通過使用(yong)角磨(mo)機進行(xing)打磨(mo)來驗證，與(yu)當前市(shi)面上其(qi)他耐磨樹(shu)脂(zhi)相比，經 ESA 麒麟涂料處理(li)的表(biao)面即使(shi)出現輕微劃痕也(ye)不會穿透(tou)，表明其(qi)具(ju)有較(jiao)普通樹(shu)脂(zhi)更(geng)強的耐磨(mo)性。

用兩公(gong)斤(jin)的炸(zha)藥炸(zha)一塊(kuai)木(mu)板(ban)墻，未(wei)涂抹(mo) ESA 麒麟涂料的木(mu)板(ban)墻在沖擊(ji)波下瞬間(jian)破碎，而涂抹(mo)該(gai)涂料后的木(mu)板(ban)在爆(bao)炸(zha)沖擊(ji)波下無破裂痕跡。而經涂料處理(li)后的雞蛋和西瓜從30米高空墜落，均完好無損(sun)。可見該(gai)材料優越的防(fang)爆(bao)防(fang)護(hu)性能。

五、ESA?材料的鞋材應用

ESA 材料(liao)的(de)主要優勢，在(zai)于其應用于鞋底時，能夠提供輕柔的(de)承托和較(jiao)高的(de)舒適感。在(zai)行走時，材料(liao)展現(xian)出優異的(de)承托性能；而(er)在(zai)奔跑(pao)時，則能夠適應沖擊(ji)力(li)(li)，保持律動的(de)適應性，并靈活地化解沖擊(ji)力(li)(li)。

與國外的非牛(niu)頓(dun)流(liu)體凝膠相(xiang)比，ESA 凝膠展現出(chu)了(le)更(geng)為(wei)優越的性能。

通過對(dui) ESA 凝膠(jiao)及其他幾(ji)種材料(liao)(liao)進行熱機械(xie)分析（DMA），分析結果(guo)顯示損(sun)耗(hao)(hao)(hao)因(yin)子(zi)的(de)(de)大(da)小直接關(guan)聯著材料(liao)(liao)的(de)(de)性(xing)能效(xiao)果(guo)；在頻率為0.16 Hz時(shi)，ESA凝膠(jiao)的(de)(de)損(sun)耗(hao)(hao)(hao)因(yin)子(zi)達到86，而 D3O 材料(liao)(liao)的(de)(de)損(sun)耗(hao)(hao)(hao)因(yin)子(zi)為79。

證明在減(jian)震吸能(neng)效果方(fang)面，ESA 凝膠相比于國(guo)內外的(de)其(qi)他材料，表現出更佳(jia)的(de)性能(neng)。

實際上，思創(chuang)新材(cai)在(zai)2023年已與(yu)一(yi)些品牌(pai)進行了(le)合(he)作，創(chuang)新性地將 ESA 凝膠(jiao)應(ying)用(yong)到鞋(xie)的(de)中底作為填充材(cai)料。ESA 凝膠(jiao)這(zhe)(zhe)種材(cai)料現在(zai)已經成為了(le)鞋(xie)的(de)減震核心，而這(zhe)(zhe)種新型鞋(xie)材(cai)在(zai)去(qu)年8月就已經上市。這(zhe)(zhe)個創(chuang)新應(ying)用(yong)展示了(le) ESA 凝膠(jiao)材(cai)料的(de)廣(guang)泛可(ke)能(neng)性和實用(yong)性。

ESA 材(cai)料(liao)除了(le)作為減震配件被(bei)應用于(yu)鞋的(de)中底，思創(chuang)新材(cai)還(huan)將其拓(tuo)展到功能鞋墊的(de)應用領(ling)域。這些功能鞋墊特(te)別在前掌和后跟(gen)的(de)部分采用了(le) ESA 發泡(pao)材(cai)料(liao)。

此外，思創新(xin)材還致力于開發適用(yong)于滑板鞋(xie)和(he)板鞋(xie)的產品(pin)，計(ji)劃將這些鞋(xie)款的主(zhu)要材料完(wan)全替(ti)換為(wei)具有緩沖性能(neng)的 ESA 發泡材料。其主(zhu)要目標是實現(xian)極致的減(jian)震效果，通過提升沖擊吸(xi)收能(neng)力，增強對落地沖擊瞬(shun)間的減(jian)震保(bao)護。

在(zai)早期階段，ESA 麒麟涂料也已成功應(ying)用(yong)于(yu)運動織物鞋(xie)的(de)表面(mian)和鞋(xie)底(di)，使鞋(xie)子(zi)的(de)脆(cui)弱(ruo)部分(fen)變得更(geng)(geng)結實，更(geng)(geng)防水耐磨。除了在(zai)鞋(xie)材領(ling)域的(de)應(ying)用(yong)，ESA 麒麟涂料也在(zai)騎行裝備得到了應(ying)用(yong)。

五(wu)、關于思創新材(cai)

深圳市思創新材科技有限公司成立于2017年11月，系礪劍防務技術集團下屬的子公司，是一家集研發、生產和銷售智能吸能材料、防護裝備的高新科技企業。

目(mu)前該司的材料主要應用在摩托車(che)騎行防(fang)護(hu)、運(yun)動防(fang)護(hu)、鞋(xie)類防(fang)護(hu)以(yi)及高端(duan)設備減震防(fang)護(hu)等(deng)領域(yu)，在 2019 年該司已通(tong)過了國(guo)家的高新技(ji)術企業認證。

來源：思(si)創新材科技有限(xian)公司在第九屆鞋材論壇演講(jiang)資(zi)料(liao)

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