Исследователи разработали новое волокно для бронежилетов, которое способно останавливать пули, шрапнель, осколки и выдерживать экстремально высокие температуры, не ограничивая мобильность солдата.
Со времен окончания Первой мировой в боях от взрывов погибло больше военных, чем от пуль. Нынешние материалы хорошо защищают либо от баллистических угроз, либо от температурного воздействием, поэтому снаряжение обычно состоит из нескольких слоев, что делает его тяжелым и затрудняет движения.
Группа ученых из Гарвардского университета в сотрудничестве с армией США и компанией West Point разработала новый многофункциональный материал из нановолокон, который одновременно обеспечивает надежную механическую защиту и обладает высокими теплоизоляционными свойствами.
Исследователям удалось достичь этого, создав пористое параарамидное волокно (кевларовый полимер) с упорядоченной молекулярной структурой, что позволяет ему эффективно выдерживать и распределять энергию прямого удара и ограничивать диффузию тепла.
Для изготовления нового материала использовали иммерсионное вращающееся струйное прядение. Данный метод предусматривает помещение жидкого полимерного раствора в резервуаре с последующим его выталкиванием через крошечное отверстие под действием центробежной силы.
Когда раствор вылетал из резервуара, то сначала он проходил через воздух, где полимеры удлинялись и выравнивались, а затем попадал в ванную с жидкость для удаления растворителя, осаждения полимеров и отверждения волокон. Поскольку ванна также вращалась, то нановолокна следуя за потоком вихря обертывались вокруг коллектора у основания устройства.
В ходе испытаний пористое нановолокно помещали между листами из тканного армида и они останавливали бронебойные снаряды практически так же, как и стопка только из листов армида. При этом новый материал обеспечивал в 20 раз большую теплоизоляцию, чем коммерческий кевлар или арамид.
текст: Илья Бауэр, фото: Harvard SEAS
