“吃软不吃硬”的神奇材料——D3O
这是什么东西？是橡皮泥吗？No！它是“吃软不吃硬”的材料D3O。
目前已经有上百种产品用到了D3O，从手机壳到护膝再到芭蕾舞鞋。虽然名字听起来非常黑科技，但是它主要的作用就是防撞击。与钢铁等高强度材料不同，D3O在常规状态下是柔软的，却能防住突然的受力撞击。
D3O是一种工程定向设计的材料,确切的分子结构还属于商业秘密。根据研究人员的介绍，这是一种由黏性流体(viscosefluid)和聚合物(polymer)所合成的材料，属于“膨胀性泡沫”材料的类别，具有“应变速率敏感性”(strainratesensitivity)的特殊性能。
有厂商将D3O材料带到了在美国拉斯维加斯举行的消费者电子品展上。参展期间，一位来自英国Tech21公司的参展人员拿D3O做了一次试验：他先将D3O随意揉成形状并覆盖在自己的手指表面，然后用木槌猛烈敲打被覆盖D3O的手指，结果试验者的手指没有感到任何的不适。
D3O的诞生
英国科学家理查德·帕尔默是一位滑雪爱好者，他当时非常希望能找到一种材料能使他免受滑雪板带来的磕碰之苦（据说是在一次滑雪事故中受了伤）。于是,年帕尔默启动了相关的研究。功夫不负有心人，在年，帕尔默带领他的研究小组找到了这种材料，并以发明它的实验室命名——D3O。这种材料减振性能高，可用于制造防碰撞保护产品，其外形很像儿童喜爱玩的弹性橡皮泥。该材料自问世以来就只有亮橙色这一种颜色。
它为什么“吃软不吃硬”？
原因总结起来就一句话：D3O材料是一种特殊的流体——非牛顿流体。在介绍非牛顿流体前，我们先好好了解下牛顿流体。
牛顿流体就是任一点上的剪应力都同剪切变形速率呈线性函数关系的流体称为牛顿流体。而非牛顿流体，是指不满足牛顿黏性实验定律的流体，即其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。
简单来说，就是多数流体的粘度仅受温度的影响。什么是粘度？粘度是描述流体流动阻力的量，粘度高的物质不容易发生移动，粘度低的物质则容易移动，举个栗子：水（粘度低）比蜂蜜（粘度高）更容易移动，耗时也更短。物体的粘度受温度影响，再举个栗子：冬天早上发动汽车的时候，发动机上的油又厚又粘，所以很难打着火，但是一旦发动机变热了，上面的油就没那么粘了。常见的流体比如水和油，不管它们流过的管道速度有多快，粘度一直保持恒定，温度是影响它们粘度的唯一因素，这种流体称为牛顿流体。但是有些流体的粘度除温度外还受到其他因素的影响，这些流体称为非牛顿流体。非牛顿流体的粘度会随着搅拌或者压力（剪切应力）的改变而改变。而牛顿流体的粘度则不受剪切应力的影响。
水、酒精等大多数纯液体、轻质油、低分子化合物溶液以及低速流动的气体等均为牛顿流体。绝大多数生物流体都属于所定义的非牛顿流体。人身上血液、淋巴液、囊液等多种体液，以及像细胞质那样的“半流体”，还有很多聚合物的溶液或者熔体都是非牛顿流体。
粘有D3O材料的鸡蛋依旧完整，粘
有普通橡皮泥材料的鸡蛋则破碎
剪切稀化流体
剪切稀化指由于流速的增加引起黏度减小。大部分液态食品都是剪切稀化流体。比如我们倒番茄酱时，用力地晃动番茄酱就容易流出来。我们常在电影中看到流沙也属于剪切稀化流体。如果被困在流沙中，你越挣扎，沉没的速度就越快。你用的所有力都会降低流沙的粘度，从而加速流沙的移动。其实流沙很少能没到人头部，因为它的密度是人体密度的两倍，只要放轻松，就会自动浮上来。
剪切稠化流体
另一种流体对剪切力的响应结果则是反的。如施加剪切力，那么该流体会变得更粘稠，这种流体称为剪切稠化流体。玉米淀粉和水的混合物就属于这一范畴，当你用力迅速挤压它的时候，它会变得异常坚硬，成凝固状态。如果你有一泳池的玉米淀粉和水的混合物，你甚至可以在上面奔跑。
（央视一个科普节目中曾经介绍到这种剪
切稠化流体，人可以在上面奔跑通过）
D3O材料就是一种剪切稠化流体，它是由油性液体润滑剂和悬浮在其中的聚合物混合而成。在正常情况下，材料中的分子间只有很弱的连接力,并且可以自由运动,所以材料柔软、可弯曲；当突然受到外力的冲击而变形时,就会引起材料中分子间的连接力增强，可自由运动的分子立即被冻结，使材料变得非常坚硬，吸收冲击能量,成为具有保护性的盾牌，冲击结束后，材料又恢复到原有的柔软状态，这一过程是瞬时可逆的。
剪切稀化流体和剪切稠化流体在受力后除了粘性变化相反外，还有一点就是剪切稀化流体需要长时间的作用力才能降低粘性，而剪切稠化流体则是突然应力，使其变硬。
D3O的实际应用
（一）运动护具
由于D3O作为一种剪切稠化流体,能在受到冲击时提供保护，比如可以作为护膝和护肘。在正常状态下,D3O呈现流体性质，容易流动，因此佩戴简单，佩戴者的活动也不会受到影响。但一旦摔倒，滑板、膝盖撞到地面，D3O会立即“变硬”，比传统护膝提供了更大程度的保护。D3O被广泛应用于运动护具中，目前市场上许多运动品牌都运用了这一材料。
上某宝搜索D3O就会看到一堆的护膝、护腕、头盔、运动鞋、防护型运动装、护腿板、摩托车甚至芭蕾舞鞋等。
D3O还用于各种运动中的特制头盔,从足球、曲棍球到垒球。美国儿科学会报告说,在过去十年中，青少年脑震荡的数量翻了一番，达到四百万到五百万次。希望这种材料可以降低脑震荡率。目前市面上头盔主要是在撞击时保护头部，但却不能阻止颅骨内大脑本身的运动，而这才是脑震荡的原因。设计这种降低大脑运动的头盔是一个非常有意义的事情，还涉及到生物工程，运动医学和材料科学等学科。
在年都灵冬季奥运会上,美国和加拿大等国的高山滑雪选手就穿着这种采用了D3O材料的神奇滑雪服。包括滑雪所需的高柔韧度护膝和软帽。
（二）军队武装
由于它是一种能将自由活动与碰撞打击保护结合在一起的很理想的材料,也被称为"软铠甲"。既然称之为铠甲，那么对于每日处于高危的军人就尤为重要。新型防护设备选D3O（黄色)做内胆，外面覆盖一层聚氨酯（TPU，灰色）。在受到外界冲击力后，TPU能将这种应力分散至整个材料，随后D3O变硬，吸收应力，从而起到保护作用。年，一家公司与英国国防部签订了10万英镑的合约，研制适用于阿富汗前线英军士兵的减震胶头盔。
现在D3O已经应用在了防弹背心和头盔中。当它和其它材料一起制备成复合材料时，作用更加明显，比如挡子弹和弹片。这种防弹衣在受到冲击时会立即变硬，保护穿戴人。
（三）作为手机保护壳
手机如果一不小心掉在地上,不论是屏碎还是划痕，都够让人心碎了。不过将D3O运用到手机壳中，就完全不用担心这个问题，它能为你的手机提供完美保护。如果手机经常掉在地上，那你可以考虑入手一个带D3O材料的手机壳，
