归因于优异的柔韧性、自修复能力与冲击相变效应，具有动态可逆硼-氧（B-O）交联键的剪切硬化胶（SSG，Shear Stiffening Gel）被视为一种理想的柔性智能抗冲击材料。目前，SSG已经被广泛应用于各类冲击防护与抑振降噪领域，并且在单兵防弹装备与AMOLED（Active-matrix Organic Light Emitting Diode，有源矩阵有机发光二极体）柔性显示模组领域显示出巨大的应用前景。同时，基于SSG对各类工程防护材料的赋能注入，不仅完美克服了SSG的应用技术难题，而且显著强化了工程材料的防护性能。然而，SSG在动态力学特性、冲击防护机理和复合材料赋能机制等方面，仍然缺乏系统化的理论研究，以至于在实际工程应用中难以充分发挥出SSG的冲击防护效应，并且应用领域也受到极大的限制。因此，亟待进一步完善SSG的冲击动力学理论与冲击防护机理等关键科学问题。

基于理论研究、实验分析和数值模拟相结合的方法，本文重点围绕SSG的粘弹力学特性、冲击动力学行为、冲击防护机理与复合材料赋能机制开展系统化研究，并实现SSG在单兵防弹装备与AMOLED柔性显示模组的工程化应用，从而能够为SSG的性能优化与工程应用提供有益的理论支撑和技术指导。主要研究工作与进展包括以下四个方面：

（1）基于SSG的配方工艺设计，对其吸能特性与粘弹行为等基础物性进行了系统性研究。结果表明：分子交联密度（即硼化比）是影响SSG基础物性的关键因素。随着分子交联密度的增大，SSG呈现出更高的粘度和模量，但其内耗行为、相变效应、相变临界频率与蠕变性能均会受到抑制，并且冲击吸能特性也被大幅削弱。SSG分子的动态交联密度表现出极其敏感的率效应，随着外力载荷的增大，SSG能够产生由粘流态到高弹态，甚至玻璃态的可逆相变行为，从而具备更高效的冲击吸能特性，并呈现出应力松弛行为与线性-非线性粘弹转变特性。

（2）基于SHPB分离式霍普金森压杆动态冲击实验技术，系统研究了SSG的动态压缩力学性能与应力波演化特性。结果表明：SSG的动态压缩力学特性表现出明显的应变率强化特性，并随着硼化比的增大而增强。由于冲击相变与冲击弛豫行为的存在，应力波在SSG中传播时不仅呈现出明显的多波结构特征，而且在高速冲击载荷下具备更显著的能量耗散特性。同时，应力波在SSG中的传播速度高度线性于冲击载荷的加载速度，从而证实其力学行为对应变率的严重依赖性。归因于应力波传播诱导的冲击相变在SSG中的非均匀分布模式，由各个相区之间形成的宏观相边界能够被直接观测到。

（3）基于精细化的人体数值模拟研究，得到单兵防弹装备对人体的钝性冲击损伤是鼓包变形与压力波传递的耦合效应，并且耦合效应受装备与人体之间交互模式的显著影响。源于弹道载荷作用下冲击相变行为诱导的快速硬化特性，SSG缓冲系统不仅能够显著抑制防弹衣对人体的冲击变形，而且能够高效分散冲击能量对人体的作用并大幅降低人体承受的冲击压力。基于SSG对防弹头盔LPF（Low-density Polymer Foam）低密度聚合物泡沫缓冲系统的复合设计，能够大幅抑制弹道冲击作用下人体头部冲击力、加速度与角速度。同时，SSG以物理交联形式均匀的附着在LPF泡孔骨架上，从而对泡沫的力学特性形成强化效应，并促使其呈现出显著的应变率效应和缓冲吸能特性。

（4）基于AMOLED柔性显示模组的数值模拟研究，得到冲击载荷作用下柔性显示模组对AMOLED显示屏的冲击防护效应与其变形特性与压力波传递密切相关，并且落笔点冲击破坏由变形特性主导，落球面冲击破坏由压力波传递主导。基于对SSG光学级材料制备技术突破，在不改变AMOLED柔性显示模组材料光学性能的前提下，利用SSG实现对OCA（Optical Clear Adhesive）光学胶与TPU（Thermoplastic Polyurethanes）抗冲膜的赋能注入。由于SSG与OCA&TPU之间形成的空间物理交联网络，SSG复合膜材分子链的缠结密度增大，以至于其力学行为与吸能特性具有明显的应变率效应。同时，SSG复合膜材分子链作用力的增大，从而显著强化了AMOLED柔性显示模组对显示屏的落球冲击防护能力。