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神奇纳米药水造出超级防弹衣

科普小知识2022-07-10 16:37:45
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“液体装甲”可以在年底大规模生产。这种新型防弹衣的头盔、衣服和靴子都是用“剪切增稠液”处理过的材料制成的,不仅可以保护全身,而且非常柔软轻便,一点也不妨碍士兵的灵活性。

玻璃瓶中的浅蓝色液体是“剪切增稠液体”。你可以用塑料棒轻轻搅拌它,发现它和普通液体没有什么不同。然而,一旦你加快搅拌的速度和强度,你会发现它变得越来越粘,并立即变得不可移动。

自战争开始以来,装甲(战斗装备)的研发从未停止过。人们一直在寻找战斗装备的保护和舒适之间的平衡,希望生产出一种既无坚不摧又轻便灵活的战斗装备。据英国杂志《GIZ》8月13日报道,美国陆军研究实验室和特拉华州立大学合成材料研究中心的科学家利用新的纳米技术开发的“剪切增稠液体”将创造新一代战斗装备,让人们的梦想在很长一段时间内实现。

头盔、衣服、靴子可以做任何事情

这项技术的目标是制造一种低成本、轻重量的新材料。这种材料的防弹性能优于目前专用于防弹背心的凯夫拉尔织物,但其弹性更好、更薄,潜在用途非常广泛。

“剪切增稠液体”能使织物非常坚固,能抵抗尖锐的钉子、刺刀和子弹的攻击,而不改变织物的重量、舒适性和弹性。“剪切增稠液体”广泛用于制造防护服、汽车装甲、头盔和手套。它不仅能为士兵和警察提供保护,还能为任何危险行业提供更舒适的工作服,如矿工和建筑工人。

这种新材料还可以制成防爆毯,覆盖可疑包裹或未爆弹药,甚至可以用在伞兵靴上,伞兵靴在碰撞时会变硬,从而保护伞兵的脚踝。

像普通衣服一样柔软轻盈

今年年底,第一批用“剪切增稠液”升级的新型防弹背心将正式问世。到那时,美国在伊拉克的前线士兵将得到充分保护。

众所周知,传统的防弹背心不能保护士兵的许多关键部位,如胳膊、脖子、腿和肘部,因为这些部位需要经常移动和弯曲。今天的防弹背心,通常被称为防弹背心,不仅厚而且硬,不适合制作需要弯曲和折叠的裤子和袖子,所以它们只能保护躯干。

然而,升级后的新防弹衣经过“剪切增稠液体”处理,柔软而坚韧。它可以做成一套完整的有袖子和裤腿的衣服来保护士兵的任何部位。无论身体如何弯曲,防弹衣的防护性能都不会受损。这是真正的防弹衣。

一旦你击中它就变硬,一旦你的力量消失就减少。

“剪切增稠液体”实际上是一种固液混合状态的纳米粒子溶剂,很少存在于同一物质中。用它制成的防护服通常被称为“液体装甲”。剪切增稠液体渗透到织物中,通常以液体形式存在。然而,一旦织物受到冲击和压缩,“剪切增稠液体”就会变成一种坚硬的固体,使织物更坚固,更难渗透。

因此,由“剪切增稠液体”制成的新防弹衣平时柔软舒适。一旦被刀或其他锋利的物体割伤、刺伤,或被高速子弹和弹片撞击,在被撞击的瞬间会变得异常坚韧,并能迅速分散沿织物的冲击力,大大降低单位面积的压力。当冲击力消失时,“剪切增稠液体”回到液态,织物再次软化。

“液体装甲”在年底问世。

“剪切增稠液体”技术由“特拉华州立大学合成材料研究中心”和“美国陆军研究实验室”下属的“武器和材料研究委员会”联合开发。它只授权美国“装甲控股公司”生产相关产品。据报道,采用“剪切增稠液体”技术制造的新型防弹背心将于今年年底批量销售,每件售价500至600美元。

轻、软、薄、无坚不摧的衣服一直只存在于神话和小说中,如黄蓉的软刺猬甲和神话中的野兽甲。然而,装甲的便携性和保护性一直是不可调和的矛盾。即使是目前最先进的防弹背心原则上也不比中世纪的盔甲好多少。插入其中的金属板起着主要的保护作用。悍马车也面临同样的问题。目前的轻型装甲悍马受到了驻伊拉克美军的批评,因为它的保护能力明显下降。他们经常焊接几块铁皮来加强保护。

现在,“液体装甲”的出现彻底解决了这个问题。它就像科幻小说中的一种物质。它通常只是普通的布料。一旦受到攻击,它会立即变得非常坚韧,可以分散冲击力,将伤害降到最低。

“液体装甲”的制作也很简单,就是将目前使用的“凯夫拉”防弹背心面料浸泡在新开发的纳米“神水”剪切增稠液中,就完成了。

工作原理

无影响:粒子是液体,没有相互干扰

碰撞:粒子在强烈碰撞后变成固体

“液体装甲”的关键成分是“剪切增稠液体”,它由悬浮在聚乙二醇中的硬颗粒组成。聚乙二醇是一种广泛使用的无毒液体,可以承受很大的温度范围。非常细的硅颗粒(非常硬)是STF的另一个组成部分。这种高流动性液体和硬颗粒的结合可以形成一种具有特殊性质的材料。

埃里克,武器和材料研究委员会“剪切增稠液体”项目主任。Waterzel解释说:“当运动缓慢时,硬颗粒可以到处运动,所以‘剪切增稠液体’是液体,但是当运动快速时,硬颗粒相互碰撞,阻碍了彼此的运动,所以‘剪切增稠液体’变得很强。”