說起防彈衣,想必在大家心里都是非常神奇的,一件衣服能擋子彈,這材料肯定是不一般的。世界上最好的防彈衣材料是什么?估計軍迷都知道,是一種叫“凱夫拉”的材料。
凱夫拉(Kevlar)材料由美國杜邦公司在上世紀60年代研制成功。其強度是同等質(zhì)量鋼鐵的五倍,密度卻只有鋼鐵的五分之一,而且韌性好易加工。其實用性好立刻火遍全球,是制作防彈衣的常用材料。凱夫拉雖好,但它的強度還是有限的。為了阻擋住子彈的沖擊,需要使用到10幾層的凱夫拉,再加上用來緩沖的陶瓷板,這樣下來一套防彈衣十分有分量。
眾所周知,在保證良好防彈效果的同時無法兼具輕便及舒適等特點。而防彈裝備過厚或者過重都會影響戰(zhàn)術(shù)的發(fā)揮,因此如何在保證防彈性能的同時盡可能的降低防彈裝備的厚度和重量成為了軍事領域日益關(guān)注的問題,有沒有比凱夫拉更強的材料呢?有!就是神奇的石墨烯。
目前紐約大學一名教授的研究團隊表示,兩層堆疊的石墨烯在撞擊時可以硬化成類似鉆石的稠度。我們都知道石墨烯是由碳原子構(gòu)成強度極高的物質(zhì),從微觀結(jié)構(gòu)上來看,碳原子之間先是相互連接構(gòu)成類似于蜂窩的單層片狀結(jié)構(gòu),然后多層片體堆積在一起。而Elisa Riedo教授得科研團隊是通過特殊的設計將兩片石墨烯單層片體附加于碳化硅結(jié)構(gòu)上得到了一種和鋁箔一樣輕質(zhì)和柔軟的材料,這種材料正常狀態(tài)下柔軟輕薄,但是在遇到突然施加的外力下會瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)楸冉饎偸€要硬的狀態(tài)。
看到這你也許會想,石墨烯怎么哪兒都有它……是啊,如今我們熟知的華為和三星都在研究石墨烯的應用,汽車廠商研究方向都是在電池領域。但大家可別忘了,石墨烯可是世界上最薄也是最堅硬的納米材料。
它的理論厚度0.34納米,僅為頭發(fā)絲的20萬分之一,是目前世界上最薄的材料,1毫米的石墨薄片,居然能剝離出多達150萬片石墨烯;它又是目前世界上最輕便的材料,1克石墨烯可以覆蓋一個足球場;它的強度為鋼的200倍、鉆石的數(shù)倍,如果把一片像食品保鮮膜一樣厚度的石墨烯覆蓋在一只杯子上,想用一支鉛筆戳穿它,需要一頭大象的重量壓在鉛筆上。
它是人類已知測量過的強度最高的物質(zhì),比鋼鐵要高 200 倍。上面說了,凱夫拉的強度是鋼鐵的 5 倍,而石墨烯是 200 倍,所以,把它造成防彈衣,即使是巴雷特也打不穿!
在石墨烯內(nèi),碳原子就像細鐵絲網(wǎng)圍欄一樣排列,這種結(jié)構(gòu)也使得它十分柔韌,即便大角度彎曲也不會斷裂,因此它又是是最柔韌的材料。石墨烯是目前世界上已知的強度最高的材料,它的應用范圍非常廣泛,可用于超輕質(zhì)飛機、紅外導引頭、激光武器、光電探測裝備、超輕便防彈衣等研發(fā)應用,可應用的方面包括軍事航天、軍用能源、軍用發(fā)動機、海水淡化、裝甲防護、極高頻衛(wèi)星通信系統(tǒng)……讓我們期待未來科學家們的探索成果吧!