"Пуленепробиваемый" графен - основа для сверхпрочных бронежилетов и средств защиты следующего поколения

Бронежилет


Проведенные недавно исследователями испытания показали, что материал, состоящий из множества слоев графена, может поглотить и рассеять такие ударные воздействия, которые без труда пробьют листы броневой стали гораздо большей толщины. Использованные исследователями многослойные графеновые листы продемонстрировали, что этот материал в два раза прочней, нежели кевлар, материал, используемый в большинстве современных средств защиты, а малый вес графенового материала делает его идеальным кандидатом на материал для легких бронежилетов, предназначенных для использования служащими полиции и военными.

Напомним нашим читателям, что графен - это форма углерода, сотовидная кристаллическая решетка которого имеет толщину в один атом. Этот материал обладает высокой тепло- и электропроводностью, ему пророчат большое будущее в области электроники и вычислительной техники. Но, кроме этого, графен обладает невероятной механической прочностью относительно своего малого веса, что делает его кандидатом на материал для изготовления средств защиты.

Однако, испытание прочностных характеристик графена, на который должны оказываться ударные воздействия, является достаточно сложным занятием. Из-за малой толщины материала его очень тяжело надежно зафиксировать, а при достаточно сильном ударном воздействии материал полностью разрушается. Все использованные ранее методы, пусть и показали высокую прочность графена, но они не смогли дать исследователям в руки точные значения искомых показателей этого материала.

Воздействие на графен


Джэ-Хуань Ли (Jae-Hwang Lee), ученый из Массачусетского университета в Амхерсте (University of Massachusetts-Amherst), совместно с его коллегами придумал способ провести достоверные испытания механических свойств графена. Они разработали новый тип баллистического теста, реализованный на микро-уровне. При помощи лазерного импульса осуществляется быстрый разогрев золотых нитей, которые испаряются и действуют как порох, толкая стеклянную "пулю". Эта миниатюрная пуля, летящая со скоростью около 300 метров в секунду, что в два-три раза ниже скорости вылета пули из ствола винтовки M16, попадает в материал, состоящий из 10-100 слоев графена.

Графен рассеивает кинетическую энергию, растягиваясь в виде конуса в точке воздействия пули. При достижении деформации сверх определенного уровня, материал трескается, при этом трещины направлены радиально, расходясь в стороны от точки воздействия. Но эти трещины образуются лишь при малых количествах слоев графена, при их увеличении материал выдерживает воздействие без разрушения, успешно противодействуя кинетической энергии удара в 10 раз большей, чем может выдержать высококачественная сталь такой же толщины. Кроме этого, при использовании специальной структуры расположения графеновых слоев, прочность материала можно повысить на существенную величину.

В заключение следует отметить, что различные ученые уже неоднократно пытались использовать графен в качестве материала для средств защиты. Но до последнего времени лишь группе Джэ-Хуаня Ли удалось выяснить как именно графен поглощает кинетическую энергию и какие явления при этом происходят. Массачусетские исследователи отмечают то, что звуковые ударные волны проходят через графен в три раза быстрее, чем они распространяются через сталь, и, благодаря этому, графен сможет останавливать пули гораздо эффективней, нежели другие подобные материалы.




Ключевые слова:
Графен, Прочность, Удар, Воздействие, Кинетическая, Энергия, Пуля, Скорость, Бронежилет, Защита

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Найден новый способ получения высококачественного графена при помощи микров ...
  • Разработана первая технология, подходящая для крупномасштабного промышленно ...
  • Разработан новый сверхпроводящий материал на основе графена
  • Недостаточная прочность - ахиллесова пята графена
  • Новый материал на основе графена тонок как бумага и в десять раз более проч ...




  • 30 ноября 2014 13:13
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3877
    Кажется мне, что подобными свойствами будет обладать любой многослойный материал, не только графеновый. И в 2 раза лучше кевлара - это совсем как-то скромненько, и это с учетом того, что кевлар во много раз дешевле графена в производстве.


    --------------------
        
    30 ноября 2014 18:02
    #2 Написал: Awesome_Teo

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Цитата: FomaNeverujuwij
    кевлар во много раз дешевле графена в производстве.

    ещё и массовое производство давно налажено

    Митио Каку в одной из своих передач рассуждал о том, что графеновая броня сможет защищать космические корабли будущего. В это я как-то больше верю.
        
    1 декабря 2014 15:15
    #3 Написал: Zerger

    Публикаций: 0
    Комментариев: 776
    Awesome_Teo,
    одни люди ищут мирное применение, стараются по умному воспользоваться возможностями нового материала - что вызывает уважение к этим людям, а вторые делают из него бронежилеты, оружие и т.п. - что принижает достоинство и ценность самого новшества.


    --------------------
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.