Эластичные нанотрубки станут основой бронежилетов будущего

Австралийские ученые Лианчи Жанг (Liangchi Zhang) и Каузала Милваганам (Kausala Mylvaganam) из Сиднейского университета разместили на страницах журнала Nanotechnology результаты собственных исследований о возможности применения материалов, произведенных с использованием субмикроскопических полых углеродных волокон (нанотрубок), в качестве основы для бронежилетов будущего. Прочность наноматериалов хорошо известна и работа не привлекла бы к себе внимания, если бы не один аспект – она была посвящена совершенно другому свойству нанотрубок, которое ученые назвали "пулеотталкивающим" (bullet-bouncing).


Большинство пулезащитных материалов изготовлены на основе высокопрочных полимеров, таких как кевлар (Kevlar), туарон (Twaron) или динима (Dyneema). Они останавливают продвижение пули и перераспределяют кинетическую энергию последней по всему объему защитного материала. В результате подобного столкновения облаченный в современную броню человек получает удар не локально, а по всей площади бронежилета, и выживает, однако с синяками и ушибами внутренних органов.

Субмикроскопические полые углеродные волокна значительно более эластичны, чем выше указанные полимеры. Под воздействием снаряда нанотрубка начинает прогибаться поглощая кинетическую энергию пули и замедляя ее скорость. Затем происходит восстановление прежней формы волокна, сопровождающееся обратной передачей энергии пуле – своеобразным отталкиванием ее от себя. В результате энергия пули поглощается значительно более эффективно и человек получает значительно меньше повреждений.

Согласно заявлению исследователей, им удалось построить точную компьютерную модель процессов происходящих при попадании пули в материал, сделанный на основе углеродных нанотрубок. Ученые утверждают, что углеродные нанотрубки с большим диаметром успешнее поглощают энергию снаряда, чем таковые с малым диаметром. На основании модели также установлено, что минимальная толщина наноуглеродного бронежилета, способного препятствовать проникновению пули, равняется 0,6 мм.