剪切增稠材料是一种新型功能材料，其优异的力学性能使其成为外力防护领域最重要的材料之一。
剪切增稠液体(STF)是一种由纳米粒子分散在聚合物中或长链聚合物聚合形成的混合液体。因为纳米粒子可以自由移动，所以STF是液体；当受到快速外切应力时，体系粘度急剧增加，应力区呈类固体状，极大地消耗了外应力的能量。当外力撤除后，系统状态逐渐恢复，表现出可逆性质。剪切增稠材料是一种新型功能材料，其优异的力学性能使其成为外力防护领域最重要的材料之一。
纳米粒子/聚合物悬浮系统
这种剪切增稠液体是一种具有特殊性能的悬浮体系，主要由纳米级到微米级颗粒的分散相和分散介质组成。分散相可分为天然存在的矿物和化学合成的聚合物，如二氧化硅、碳酸钙、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。目前，在剪切增稠材料的研究领域中，对这类体系的制备和性能的研究占有很大的比重。
聚合物溶液系统
疏水缔合聚合物
在具有剪切增稠性能的聚合物体系中，疏水缔合聚合物是最常见和最具代表性的一种。当接触浓度C*(溶液与凝胶的边界浓度)接近或低于时，疏水基团相互作用，缔合在一起，导致分子内或分子间聚合物链的聚集，聚合物主要缔合在分子内。在剪切流场中，随着剪切速率的增加，聚合物链会被拉伸，导致聚合物之间的缔合，因此溶液的粘度迅速增加，产生剪切增稠行为。
不良溶剂中的聚合物
有些劣质溶剂虽然缺少疏水基团，但也有剪切增稠现象，主要是分子量极高的劣质溶剂，如聚苯乙烯的十氢萘溶液、聚异丁烯和聚环氧乙烷的乙醇溶液等。剪切增稠机理通常被认为是由于聚合物链单元之间的碰撞引起的结构变化而增稠的现象。布朗动力学模型已经证明，不良溶剂中的聚合物链单元发生碰撞或形成更高级的结构，产生剪切增稠效应。
主要应用领域
& ldquo液体装甲& rdquo
近年来，剪切增稠材料主要应用于软性护具领域，尤其是军事工业领域。美国特拉华州立大学材料研究中心的Wanger教授将剪切增稠液体与不同成分的Kevlar纤维混合制成复合织物，即& ldquo液体装甲& rdquo并测试了复合织物的防刺性能。通过比较4层浸有2mL EG/SiO2剪切增稠溶液的Kevlar纤维与10层纯Kevlar纤维的抗穿刺性，结果表明前者优于后者。
减震场
根据剪切增稠流体在受到外部冲击力时部分为固体，从而吸收冲压能量的特性，也广泛应用于抗冲击和减震领域。剪切增稠材料应用于军用汽车设备或军工厂机床的减震器，不仅运输方便，而且大大减少了设备在运输和生产过程中的损耗。
剪切增稠材料由于其优异的防护能力和轻质特性，在国防、军工、汽车、交通、建筑和体育等领域具有广阔的应用前景。但国内外研究表明，剪切增稠复合材料的制备标准较高。为了保证最低的临界剪切力，使剪切增稠材料更高效地与基体相结合，制备工艺需要进一步优化，表征方法需要全面和多样化。例如，除了通过稳态扫描和一定频率下的振荡扫描研究STF的流变特性外，考虑到STF的应变率敏感性明显，研究其在冲击载荷下的力学响应将为材料在防护中的应用提供更多的指导。
此外，泡沫材料作为军用和民用常用的承力材料，其强度也有待提高。如果能根据剪切增稠材料的特性开发出一种具有剪切增稠效果的泡沫材料，将实现剪切增稠材料的又一次应用技术突破。
