Áo giáp chống đạn thế hệ mới bằng vật liệu nano

Nghiên cứu mới – được hỗ trợ vốn bởi Lục quân và Hải quân Mỹ – công bố tháng 6-2021, chứng tỏ vật tư nano có cấu trúc mạng tinh thể phân bổ tác động ảnh hưởng đường đạn cực nhỏ tốt hơn – hay nói cách khác là có năng lực chống lại các loại đạn siêu nhỏ – và từ đó được cho phép tăng trưởng loại áo giáp mạnh hơn trong tương lai.

Nhóm nhà nghiên cứu và điều tra từ Viện Công nghệ Massachusetts ( MIT ), Viện Công nghệ California ( Caltech ) và ETH Zurich trình làng một vật tư cấu trúc nano tốt hơn Kevlar hoặc vật tư thép để sản xuất áo giáp nhẹ cho binh lính tương lai. Vật liệu cấu trúc nano được thử nghiệm tại Trung tâm nghiên cứu và điều tra Quân đội Viện Công nghệ Nano cho Người lính ( ISN ) ở MIT, cho thấy nó hoàn toàn có thể chịu được tác động ảnh hưởng từ các vi hạt ở vận tốc siêu thanh.

Đây hoàn toàn có thể là một loại vật tư mới đầy hứa hẹn để sản xuất áo giáp nhẹ, lớp phủ bảo vệ và các vật tư chống va đập khác cho quân đội. Nhóm nghiên cứu và điều tra công bố hiệu quả điều tra và nghiên cứu của mình, với tiêu đề “ Khả năng phục sinh ảnh hưởng tác động siêu âm của carbon cấu trúc nano ”, trên tạp chí Nature Materials.

 Một nhóm nhà khoa học thay đổi kiến trúc nano để thử nghiệm công nghệ mới cho những bộ áo giáp tốt hơn.

Theo Science Daily, các thanh chống carbon quy mô nanomet mang lại cho vật tư độ bền cơ học. Nhóm điều tra và nghiên cứu thử nghiệm vật tư này khi họ bắn nó với các vi hạt ở vận tốc siêu âm và phát hiện ra rằng vật tư nhẹ mỏng mảnh như sợi tóc người đã ngăn không cho các vi hạt xuyên qua nó. Chìa khóa để tạo ra vật tư cấu trúc nano là được cho phép các nhà phong cách thiết kế tạo ra bất kỳ hình dạng 3D nào hoàn toàn có thể tưởng tượng được cứng hơn và mạnh hơn các chiêu thức sản xuất truyền thống lịch sử. Viên đạn là một khối sắt kẽm kim loại có tốc độ, được phong cách thiết kế để xé một lỗ trên thân người.

Áo giáp chống đạn – từ tấm sắt kẽm kim loại sơ khai đến kevlar cho đến các khái niệm tiên tiến và phát triển hơn – hoạt động giải trí bằng cách phân tán nguồn năng lượng đó nhanh nhất và hiệu suất cao nhất và lý tưởng nhất là chỉ khiến người mặc bị bầm tím thay vì bị “ thủng ”. Để áo giáp chống đạn hoạt động giải trí hiệu suất cao, nó cần phân phối và tàn phá nguồn năng lượng của đạn một cách nhanh gọn, cần phải bền trước các tác động ảnh hưởng tái diễn, cần phải nhẹ và đủ hữu dụng để mặc trên người.

Kevlar – ý tưởng năm 1965 – bền gấp 5 lần thép. Kevlar tạo ra áo giáp tân tiến vì được cho phép bảo vệ khung hình với khối lượng nhẹ hơn nhiều so với trước đó. Tuy nhiên, Kevlar vẫn có số lượng giới hạn do hoàn toàn có thể bị xé nát bởi mảnh đạn hoặc những viên đạn hiệu suất lớn hơn.

Carlos Portela, trợ lý giáo sư về cơ khí sản xuất tại MIT, cho biết trong một thông cáo : Những gì các nhà nghiên cứu tìm thấy là cấu trúc mạng lưới của cacbon nhiệt phân, mạnh hơn, cấu trúc rậm rạp hơn với ít chỗ để hấp thụ hoặc khuếch tán tác động ảnh hưởng hơn. Khi bị những viên đạn bắn ra với vận tốc cực nhanh, vật tư bị vỡ vụn ở nơi trực tiếp va phải, nhưng cấu trúc còn lại vẫn nguyên vẹn. Bằng cách có khoảng trống để hấp thụ và tiêu tán nguồn năng lượng, kiến trúc vật tư nano vẫn còn nguyên vẹn.

Nhóm tác giả nghiên cứu và điều tra viết : “ Kiến trúc và hiệu ứng size vật tư nano cho năng lực tiêu tán nguồn năng lượng đơn cử cao hơn – gần 70 % so với vật tư tổng hợp Kevlar – và màng polystyrene kích cỡ nano cho cùng một nguồn năng lượng tác động ảnh hưởng đơn cử ”. Nhóm tác giả điều tra và nghiên cứu gợi ý rằng sức mạnh của vật tư hoàn toàn có thể được sử dụng ở mức lớn hơn quy mô.

Các hạt được nhúng trong vật liệu áo giáp tiên tiến của MIT trong quá trình thử nghiệm.

Áo giáp mới dành cho cho mọi thứ – từ con người trong chiến đấu đến các vật thể trong khoảng trống. Khi nói đến áo giáp, điều này không riêng gì được cho phép bảo vệ phần đầu và thân, mà còn đủ nhẹ và hữu dụng để bao trùm nhiều hơn khung hình người lính. Để bảo vệ binh sĩ trong chiến đấu có hai hình thức can thiệp. Một nghành nghề dịch vụ được cải tổ đáng kể trong thế kỷ qua là y học mặt trận như thể cầm máu, đẩy nhanh vận tốc sơ tán và cung ứng sự tương hỗ cứu nạn. Loại còn lại là áo giáp, thường nặng nề ; cũng như áo khoác và mũ bảo hiểm cồng kềnh.

Nếu áo giáp có nguồn gốc từ điều tra và nghiên cứu này hoàn toàn có thể mạnh hơn Kevlar ở cùng khối lượng, hoặc mạnh như Kevlar hiện tại nhưng nhẹ hơn, nó sẽ trở nên ít giống thiết bị chuyên được dùng hơn và gần giống với sự thuận tiện và tính năng của quần áo hàng ngày. Những tân tiến trước đó về áo giáp đã dẫn đến sự sinh ra phong cách thiết kế chuyên biệt của đạn chống giáp, hoàn toàn có thể tăng khối lượng của đạn và tỷ lệ vật tư để chọc thủng các rào cản.

Do đó, để chống lại vũ khí chuyên được dùng, bất kể loại áo giáp mới nào có nguồn gốc từ nghiên cứu và điều tra này đều hoàn toàn có thể gặp rắc rối. Tuy nhiên, những gì nó hứa hẹn là một phương tiện đi lại bảo vệ tốt hơn, nhẹ hơn trước hầu hết các loại đạn tiêu chuẩn đang được quân đội sử dụng ngày này. Thử nghiệm ở quy mô lớn sẽ xác lập xem liệu kiến trúc nano có hoạt động giải trí hiệu suất cao hay không.

Giờ đây, nhóm nhà điều tra và nghiên cứu tìm cách lan rộng ra quy mô và mày mò cách các vật tư nano khác hoàn toàn có thể chịu được ảnh hưởng tác động siêu thanh để hoàn toàn có thể ứng dụng trong quốc tế thực.