防护惊人:美军纳米液体盔甲曝光

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导读:防护惊人:美军纳米液体盔甲曝光
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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。



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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。


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。

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“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。

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。”

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