Новый материал

Автор: Исследовательская лаборатория армии США, 16 сентября 2019 г.

Круглый, гладкий и переливающийся жемчуг является одним из самых изысканных драгоценностей в мире; теперь эти драгоценные камни вдохновляют исследовательский проект армии США по улучшению военной брони.

By mimicking the outer coating of pearls (nacre, or as it's more commonly known, mother of pearl), researchers at University at BuffaloFounded in 1846, the State University of New York at Buffalo is the largest campus in the State University of New York system and New York's leading public center for graduate and professional education. It is a public research university with campuses in Buffalo and Amherst, New York, United States. It is commonly referred to as the University at Buffalo (UB) or SUNY Buffalo, and was formerly known as the University of Buffalo." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Университет Буффало при финансовой поддержке Армейского исследовательского управления (ARO) создал легкий пластик, который в 14 раз прочнее и в восемь раз легче (менее плотный), чем сталь, и идеально подходит для поглощения ударов пуль и других снарядов.

ARO является подразделением Армейской исследовательской лаборатории Командования развития боевых возможностей армии США.

Результаты последних исследований опубликованы в журнале ACS Applied Polymer Materials, а более ранние исследования были опубликованы в The Journal of Physical Chemistry Letters.

«Материал жесткий, прочный и прочный», — сказал доктор Шэньцян Жэнь, профессор кафедры машиностроения и аэрокосмической техники, сотрудник Института RENEW Университета Буффало и ведущий автор статьи. «Это может быть применимо к жилетам, шлемам и другим типам бронежилетов, а также к защитной броне для кораблей, вертолетов и других транспортных средств».

Основная часть материала представляет собой усиленную версию полиэтилена (наиболее распространенного пластика), называемого полиэтиленом сверхвысокой молекулярной массы или СВМПЭ, который используется для изготовления таких продуктов, как искусственные бедра и медиаторы.

Новый легкий пластик, который в 14 раз прочнее и в восемь раз легче (менее плотный), чем сталь, может привести к созданию военной брони следующего поколения. Фото: Университет Буффало.

При разработке СВМПЭ исследователи изучали перламутр, который моллюски создают, образуя форму карбоната кальция в структуру, напоминающую переплетенные кирпичи. Подобно перламутру, исследователи разработали материал, имеющий чрезвычайно прочную внешнюю оболочку с более гибкой внутренней подложкой, способной деформироваться и поглощать снаряды.

«Работа профессора Рена по разработке сверхвысокомолекулярного полиэтилена для значительного улучшения ударной вязкости может привести к созданию новых поколений легкой брони, которая обеспечит как защиту, так и мобильность солдатам», — сказал доктор Эван Раннерстром, руководитель программы по дизайну материалов, ARO. «В отличие от стальной или керамической брони, СВМПЭ легче отливать или формовать в сложные формы, обеспечивая универсальную защиту солдат, транспортных средств и другого армейского имущества».

«Этот материал жесткий, прочный и прочный. Его можно использовать для изготовления жилетов, шлемов и других типов бронежилетов, а также защитной брони для кораблей, вертолетов и других транспортных средств». — Доктор Шэньцян Жэнь

Это так называемая мягкая броня, в которой мягкие, но плотно сплетенные материалы создают, по сути, очень прочную сеть, способную останавливать пули. КЕВЛАР – хорошо известный пример.

Материал, разработанный исследовательской группой, также обладает высокой теплопроводностью. Эта способность быстро рассеивать тепло помогает ему поглощать энергию пуль и других снарядов.

Далее команда экспериментировала с СВМПЭ, добавляя наночастицы кремнезема, обнаружив, что крошечные частицы химического вещества могут улучшить свойства материала и потенциально создать более прочную броню.

«Эта работа демонстрирует, что правильные подходы к проектированию материалов могут оказать большое влияние на армейские технологии», — сказал Раннерстром.