Ученые из Китая создали новый материал для бронежилетов
Цзинь Чжан из Пекинского университета и его коллеги создали новый тип волокна, объединив два материала: гетероциклический арамид (высокопроизводительное волокно, аналогичное кевлару) и модифицированные длинные углеродные нанотрубки (tl-SWNTs). Эти сверхпрочные углеродные трубки невероятно жесткие и легкие, и намного тоньше человеческого волоса.
Исследователи заставили арамидные цепочки и нанотрубки выстроиться строго прямо и параллельно друг другу.
Для этого они сделали базовое арамидное волокно более гибким, а затем использовали многоступенчатый процесс растяжения, чтобы идеально выровнять полимерные цепи и нанотрубки.
Это критически важно, потому что такое выравнивание «замыкает» компоненты настолько плотно, что при ударе цепи не могут проскальзывать относительно друг друга.
Благодаря этому материал способен поглощать больше энергии, не разрушаясь.
Ученые подвергли новый материал скоростным испытаниям, включая баллистические тесты, используемые для проверки бронезащиты.
Он показал динамическую прочность значительно выше существующих волокон, а его способность поглощать энергию более чем вдвое превзошла предыдущий рекорд — достигнув 706,1 мегаджоуля на кубический метр.
В виде ткани новое суперволокно продемонстрировало превосходные противобаллистические свойства по сравнению с нынешними защитными материалами.
«Наше исследование не только представляет эффективную стратегию изготовления арамидных волокон с ультравысокой динамической прочностью и самой высокой зарегистрированной динамической ударной вязкостью, но и даёт новое понимание механизма», — написали авторы работы.
В перспективе, если это волокно будет внедрено, будущие защитные средства смогут стать значительно легче, тоньше и безопаснее.
