Важный критерий при выборе пуленепробиваемых материалов для бронежилетов – масса. В идеале доспехи не должны снижать подвижность владельца. Инженеры из США создали новый тип сверхлегкого материала, который назвали «нановолоконным ковром». Его уникальные свойства превосходят сталь и кевлар.
>> У нас есть телеграм-канал Хайтек+. Подпишитесь и не пропустите анонсы самых интересных научных и техно-новостей.
В основе новой разработки – крошечные цилиндры из углерода толщиной в один атом. Эти карбоновые нанотрубки применяются сегодня в целом ряде отраслей, от микроэлектроники до биомедицины. В данном случае специалисты из Университета штата Висконсин выбрали многостенную разновидность нанотрубок и соединили их с кевларовыми нановолокнами. Задумка состояла в том, чтобы оптимизировать способность материалов к поглощению ударного воздействия.
Для этого ученым пришлось покопаться в химической структуре материалов, пишет New Atlas. Они синтезировали кевларовые нанотрубки и добавили небольшое их количество в «ковер» из углеродных нанотрубок. Подобрав правильное соотношение, исследователи добились возникновения между материалами прочных водородных связей, которые обеспечили значительный скачок в сопротивлении ударам и разрывам.
«Водородные связи динамические, то есть могут постоянно рваться и возникать снова, позволяя рассеивать большое количество энергии в ходе этого процесса, - сказал Раматхасан Тхевамаран, руководитель проекта. – Вдобавок, водородные связи придают большую жесткость этим взаимодействиям, которые укрепляют и усиливают нановолоконный ковер».
Авторы изобретения испытали его, стреляя микроскопическими пулями, движущимися с разной скоростью – от 100 м/с до 1 км/с - под действием лазера. И выяснили, что рассеяние энергии после удара снаряда, летящего с определенными сверхзвуковыми скоростями, возросло почти на 100%.
Эксперименты показали, что новый материал лучше защищает от скоростных ударов, чем кевларовая ткань или стальные пластины. Его можно применять для производства не только бронежилетов, но и других легких пуленепробиваемых костюмов, а также защищать им космические аппараты от ударов камней и мусора.
Американские инженеры испытали в 2019 легкий новый материал из пенометалла. На испытаниях пули 50-го калибра — бронебойные и общего назначения — поражали бронежилет с пластиной из пенометалла на скоростях до 885 м/с и не смогли его пробить.
***
Хайтек+ уже много месяцев входит в 30-ку лучших каналов Дзена. Подписывайтесь и рекомендуйте нас друзьям.