Вчені винайшли матеріал, який замінить кевлар у бронежилетах

27 червня 2021, 18:08
Читать новость на русском

Джерело:

Nature Materials

Для бійців на полі бою важливим фактором ефективності є швидкість їхнього пересування. Тяжкий бронежилет, необхідний для захисту життя людини, значно зменшує цю швидкість. Американські вчені зможуть знизити вагу бронежилета та підвищити його захисні якості завдяки новому матеріалу, який вони розробили.

Легкість та мала товщина бронепластини – два дуже бажаних атрибута, коли мова йде про матеріали для броні наступного покоління. Вчені з Массачусетського технологічного інституту використовували передові технології для створення нового матеріалу броні, який, за їхніми словами, перевершує кевлар і сталь.

Цікаво 1500 ґаджетів за перші три дні: Huawei Band 6 встановив рекорд в Україні


Матеріал тонкіший за людську волосину / Фото Massachusetts Institute of Technology

Більше про інноваційний матеріал

Відправною точкою для розробки нового матеріалу була світлочутлива смола, яку обробляли лазером, щоб сформувати ґратчасту структуру, що складається з повторюваних мікроскопічних розпірок. Потім цей матеріал був поміщений до високотемпературної вакуумної камери, яка перетворила полімер у надлегкий вуглець з архітектурою, яка призначена для поглинання ударів.

Історично така геометрія проявляється в піноматеріалах, що знижують енергоспоживання. У той час, як вуглець зазвичай крихкий, розташування та невеликі розміри розпірок у наноархітектурному матеріалі призводять до "гумової архітектури" з переважанням вигину конструкції,
– розповідає автор дослідження Карлос Портела

Властивості цього ґратчастого матеріалу можна змінити, налаштувавши його архітектуру. Такі "хірургічні" налаштування з різним розташуванням вуглецевих стійок надають матеріалу різні властивості.

Цікаво Додавання незначної кількості графену робить бетон стійким до води і тріщин

Поки що розробку піддавали тестуванню на мікрорівні. В ході експерименту науковці стріляли частинками зі швидкістю від 40 до 1100 метрів в секунду. Цей підхід також дозволив протестувати різні конструкції з вуглецевими стійками різної товщини та дозволив команді знайти оптимальну конструкцію, завдяки якій частки застрягають в матеріал, а не проривалися його наскрізь. 

Це означає, що матеріал ефективно поглинає енергію, не даючи себе прорвати. Ефективність поглинання енергії вища, ніж у кевлару, сталі чи алюмінію еквівалентної ваги. 

Завдяки цій особливості розробку можна використати в майбутньому для виготовлення бронепластин, які будуть значно легші за ті, які існують. Також вони будуть краще захищати користувача від ушкоджень.