新型“納米結(jié)構(gòu)”材料可用于防彈

????????警用裝備網(wǎng)訊：?麻省理工學(xué)院在今年6 月的《自然材料科學(xué)》期刊中，發(fā)表了一種新型“納米結(jié)構(gòu)”材料（由精確圖案化的納米級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的材料），將來(lái)有望成為防彈背心、輕質(zhì)裝甲、防護(hù)涂層、防爆盾甚至航天飛行器等需要抗沖擊用途的主要材料。

　　防彈材質(zhì)從早期的鋼板、凱夫拉纖維（Kevlar）到超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）材質(zhì)，原理都是在遭受子彈沖擊時(shí)，能夠迅速地將能量往垂直方向分散，并阻止彈頭的穿透，而為了減少士兵的負(fù)擔(dān)，防彈材質(zhì)多年來(lái)不斷精進(jìn)，除了增加強(qiáng)韌度外、減少重量也是努力方向之一。

　　▲美軍現(xiàn)役ECH 頭盔即是使用超高分子量聚乙烯材質(zhì)制造。

　　麻省理工學(xué)院從熱解炭（Pyrolytic Carbon）材質(zhì)中，運(yùn)用納米工程技術(shù)開發(fā)出網(wǎng)格狀（Lattice）結(jié)構(gòu)，在遭受沖擊時(shí)，可以通過(guò)緊密作用（Compaction），及沖擊點(diǎn)周邊的柱狀體向內(nèi)收縮，達(dá)到分散沖擊能量以及抗穿透作用。

　　在實(shí)驗(yàn)中，研究人員使用激光模擬彈道沖擊，以每秒40-1,100米（約時(shí)速144-3,960公里）的速度，測(cè)試新材質(zhì)的抗彈能力，測(cè)試速度超過(guò)現(xiàn)有5.56毫米彈頭初速的2,832公里。

　　▲研究人員使用高速相機(jī)拍攝了微粒對(duì)納米結(jié)構(gòu)材料產(chǎn)生影響的視頻。

　　測(cè)試結(jié)果顯示，新型熱解碳納米材質(zhì)，防彈表現(xiàn)比起現(xiàn)有的強(qiáng)化凱夫拉纖維，和UHMW-PE材質(zhì)還要高上70%，而且重量要更輕，因此研發(fā)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，除了防彈裝備之外，這款新型纖維材料也很有可能會(huì)運(yùn)用在各種功能的服飾上，成為更加大眾化的紡織材料。

　　除此之外，新材質(zhì)也有很大潛力成為航天飛行器的表面材料，以幫助衛(wèi)星及航天器用來(lái)抵抗時(shí)速超過(guò)28,000公里的太空垃圾撞擊，延長(zhǎng)航天器生命周期。

　　研發(fā)團(tuán)隊(duì)表示，目前美國(guó)陸軍與海軍正在密切關(guān)注這項(xiàng)材質(zhì)的研發(fā)成果，團(tuán)隊(duì)很快將進(jìn)行大型的樣品防彈測(cè)試，來(lái)觀察新材質(zhì)在體積增加后，是否有相同的防彈表現(xiàn)，倘若實(shí)驗(yàn)順利，預(yù)計(jì)很快將進(jìn)行相關(guān)的上市認(rèn)證，使各軍事裝備生產(chǎn)商開始使用新材質(zhì)設(shè)計(jì)各種防彈裝備。

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