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 美国研制出混合液体防弹服


http://www.sciencehuman.com   科学人  网站 2006-08-06

   

  新华网北京8月4日专电据美国《商业周刊》报道,特拉华大学合成材料中心最近成功研制出一种用聚乙二醇和硅微粒合成物做成的防弹衣。

  报道称,聚乙二醇和硅微粒的合成物形成了一种超浓液体,在受到重击时能立即变硬,形成一块盾牌,一旦来自射弹的能量消散,便又迅速还原为液体状态。

  发明这种防弹衣的特拉华大学合成材料中心的诺曼·瓦格纳教授在试验中发现,这种超浓液体能与用来制造防弹服的凯夫拉尔纤维紧密结合,涂了这种液体的凯夫拉尔纤维比单纯的纤维更能分散外来的冲击力。

  据报道,这种液体还有其他好处:它比凯夫拉尔纤维和其他普遍使用的一般纤维更轻,而且生产成本更低。目前,该合成材料中心所属的阿莫控股公司希望能以500美元至600美元的价格出售这种最新的防弹服。

  从杜邦公司上世纪70年代初开始试验最早的凯夫拉尔纤维防弹服起,研究人员就已开始寻找更轻、更结实的防弹纤维。今天的防弹服大多由20至30层合成纤维构成,通常比较笨重。(完)

 

 

后续详细报道

科学家用神奇纳米药水造出超级防弹衣(图)

科学家用神奇纳米药水造出超级防弹衣(图)

  “液体装甲”年底就可大批量生产。这种新型防弹衣的头盔、衣服和靴子全部用“剪切增稠液体”处理过的材料制成,不但能够护住全身,还可非常柔软轻盈,一点也不防碍士兵的灵活性。

科学家用神奇纳米药水造出超级防弹衣(图)

  这个玻璃小瓶里装的淡蓝色液体就是“剪切增稠液体”,你可以用塑料棒轻轻搅拌,发现它跟普通的液体没什么两样,但一旦你加快搅拌的速度和力度,就发现,它越来越黏,立刻变得搅拌不动。

  自从有战争以来,盔甲(战斗服)的研发就从未停息,人们一直在战斗服的防护性和舒适性之间寻找平衡,希望能制造出一种既刀枪不入又轻便柔韧的战斗服。据英国《GIZ》杂志8月13日报道,利用美国“陆军研究实验室”(ARL)和“特拉华州立大学合成物质研究中心”(UDTC)的科学家运用新型纳米科技研制出来的“剪切增稠液体”(STF),将制造出新一代战斗服,使长久以来人们的梦想变为现实。

  头盔衣服靴子啥都能做

  这项技术的目标是制成一种成本低、重量轻的新材料,这种材料的防弹能力优于当前防弹衣专用的“凯夫拉”织物,但弹性更好、更薄,潜在的用途非常广泛。

  “剪切增稠液体”能使织物变得无比强韧,可以抵御尖钉、刺刀和子弹的袭击,同时又不改变织物的重量、舒适度和弹性。“剪切增稠液体”的用途非常广泛,可以用于制造防护服、汽车装甲、头盔和手套,不但能够为军人和警察提供保护,也能为任何危险行业,如矿工、建筑工人等提供更舒适的工作服。

  这种新型材料还可以被制成防爆毯,覆盖在可疑包裹或未爆炸的军火上,甚至可以用在伞兵靴上,这种靴子在碰撞时可以变硬,从而保护伞兵的脚踝。

  柔软轻便如同普通衣服

  今年年底,首批利用“剪切增稠液体”处理升级的新型防弹衣将正式问世,到时候,美国驻伊拉克的前线士兵们将得到全方位的保护。

  众所周知,传统的防弹衣根本无法保护军人的许多关键部位,如手臂、颈部、腿部和肘部,因为这些部位需要经常活动和弯曲。如今的防弹衣,通常叫做防弹背心,不但厚重,而且硬邦邦的,不便用来制造需要弯曲折叠的裤子和袖子,因此只能护住躯干部分。而利用“剪切增稠液体”处理升级的新型防弹衣,柔软坚韧,可以制造连袖子带裤腿的全套衣服,保护军人的任何部位,无论人的身体如何弯曲防弹衣的防护性能都不会受损,这才是真正的防弹衣。

  一打就变硬力消就还原

  “剪切增稠液体”其实是一种处在固液混合状态的纳米粒子溶剂,很少存在于同一种物质中。利用它制造的防护服通常被叫做“液体装甲”,“剪切增稠液体”渗入织物中,通常状态下是以液态形式存在,但是,织物一旦受到冲击、压紧,“剪切增稠液体”就变成坚硬的固体,使织物更强韧,难以被穿透。

  因此,利用“剪切增稠液体”制造的新型防弹衣,平时柔软舒适,一旦遭到刀等利物砍、刺,或高速子弹、弹片冲击,就在受到冲击的瞬间变得坚韧无比,而且能将冲击力沿织物迅速分散开来,大大降低单位面积的压强。当冲击力消失之后,“剪切增稠液体”又恢复液体状态,织物也重新变软。

  “液体盔甲”年底问世

  “剪切增稠液体”技术由“美国特拉华州立大学合成物质研究中心”和“美国陆军研究实验室”下属的“武器和原料研究理事会”共同开发,仅授权美国“装甲控股公司”生产相关产品。据悉,利用“剪切增稠液体”技术制造的新型防弹衣将于今年年底批量上市销售,每件售价为500至600美元。

  又轻又软又薄又刀枪不入的衣服,一直都只存在于神话和小说中,如黄蓉的软猬甲、貔貅甲等等。但盔甲的轻便性和防护性一直是一对不可调和的矛盾,即使是目前最先进的防弹背心,其实也没比中世纪的盔甲在原理上高明多少,起主要防护作用的,还是插在里面的那块金属板。悍马军车也面临同样的问题,现在的轻装甲悍马,屡遭驻伊美军诟病,因为防护能力明显下降,他们往往自己加焊几块铁皮以增强防护性。

  现在,“液体装甲”的问世,彻底解决了这个问题。它就像科幻小说中的物质,平时只是普通布料,一但遭到袭击,就瞬间变得坚韧无比,而且能把冲击力向四周扩散,将损伤降到最低。“液体装甲”的制作也非常简便,就是把目前通用的“凯夫拉”防弹背心织物放在最新研制出来的纳米“神水”——“剪切增稠液体”中浸泡一下,就大功告成。

  -工作原理

  不受冲击:粒子互不干扰呈液态

  受到冲击:粒子激烈碰撞变固态

  “液体装甲”的关键成分“剪切增稠液体”(STF),由悬浮在聚乙二醇中的坚硬粒子组成。聚乙二醇是一种应用广泛的无毒液体,能承受的温度范围很广。极其细小的硅微粒(非常坚硬)是STF的另一成分。这种流动性很强的液体和坚硬的微粒结合后,能形成一种性能不同寻常的材料。

  “武器和原料研究理事会”“剪切增稠液体”项目的主管埃里克·沃特泽尔解释道:“当运动缓慢时,硬质粒子能够到处运动,因此‘剪切增稠液体’呈现液态,但当运动迅速的时候,硬质粒子互相碰撞,阻碍了彼此的运动,因此‘剪切增稠液体’变得强韧。”

     [信息时报]

 

 

 

 

 


 

   

 

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