Przełom w akumulatorach litowo-siarkowych,

Opracowano lepszą alternatywę dla kevlaru. To lekki materiał pancerny z nanorurkowych mat

Wynaleziony w 1965 roku w laboratoriach kevlar to polimer, z którego można produkować sztuczne włókna o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie. Najczęściej wykorzystuje się go w sprzętach obrony osobistej, bo w kamizelkach kuloodpornych czy kaskach, ale nie jest to regułą. Światłowody, kajaki, membrany w głośnikach, żagle – to tylko część przykładów wykorzystania kevlaru, ale to wcale nie oznacza, że jest materiałem nie do pobicia pod kątem właściwości. Udowodniła to publikacja w dzienniku ACS Nano, przybliżająca lekki materiał pancerny, czyli lepszą alternatywę dla kevlaru.

Nanowłókna kevlarowe wzbogaciły nanorurkowe maty do tego stopnia, że inżynierowie opracowali lekki materiał pancerny, będący lepszą alternatywą dla samego kevlaru

Za odkrycie wyjątkowych właściwości połączonych ze sobą mat nanorurkowych, odpowiadają inżynierowie z University of Wisconsin–Madison. Ci odkryli sposób, jak opracować zupełnie nowy rodzaj ultalekkiego materiału pancernego, który może przewyższać właściwościami kevlar, czy stal wykorzystywaną powszechnie w budowie okrętów wojennych, czy opancerzonego sprzętu wojskowego.

Czytaj też: Miał być Ratownik, a nie będzie nic. Nowy okręt ratowniczy dla polskiej marynarki jest za drogi

Wszystko to przy zachowaniu być może najważniejszej cechy artykułów obronnych osobistego użytku, czyli świetnego stosunku wytrzymałości do wagi, która jest na tyle niska, że nie ogranicza, a nawet zwiększa mobilność użytkownika. Takie możliwości są w zasięgu jednego z najbardziej obiecujących materiałów na ziemi – nanorurek węglowych, czyli maleńkich cylindrów cząsteczek węglowych o grubości jednego atomu.

nowy okręt ratowniczy dla polskiej marynarki, okręt ratowniczy, okręt ratowniczy dla polskiej marynarki, Ratownik

Czytaj też: Tureckie drony na Ukrainie pokazały wojnę przyszłości. Bayraktar TB2 wyrządzają ogromne szkody

W tym przypadku przyjmują one postać mat, które łączy się bezpośrednio z nanowłóknami kevlarowymi. Trudno jednak nazwać ten materiał „ulepszonym kevlarem”, bo to właśnie dodatek kevlaru (a nie odwrotnie) sprawia, że finalnie powstaje nowy lekki materiał pancerny. Jak zaznacza sama publikacja „naukowcy zsyntetyzowali nanowłókna kevlarowe i umieścili ich niewielką ilość w matach z nanorurek węglowych w odpowiednim stosunku:. To z kolei doprowadziło do wytworzenia wiązań wodorowych między włóknami, czego efektem był radykalny wzrost wydajności.

Wiązanie wodorowe jest wiązaniem dynamicznym, co oznacza, że może ono stale pękać i ponownie się formować, dzięki czemu może rozpraszać dużą ilość energii w tym dynamicznym procesie. Ponadto, wiązania wodorowe zapewniają większą sztywność tej interakcji, co wzmacnia i usztywnia matę z nanowłókien. Gdy zmodyfikowaliśmy oddziaływania międzyfazowe w naszych matach poprzez dodanie nanowłókien kevlarowych, byliśmy w stanie osiągnąć niemal 100-procentową poprawę wydajności rozpraszania energii przy pewnych naddźwiękowych prędkościach uderzenia.

– tłumaczy Ramathasan Thevamaran, inżynier który kierował badaniami.

Czytaj też: Ukraiński bojowy wóz piechoty Kewlar-E najpewniej broni Charkowa. Prototyp zaliczy testy w boju

Po opracowaniu nowego materiału, nadszedł czas na testy z udziałem specjalnego systemu do wystrzeliwania mikrokul z różnymi prędkościami, które potwierdziły wysoką skuteczność tego nowego materiału w obronie. Ten chronił przed uderzeniami z dużą prędkością lepiej niż tkanina kevlarowa i płyty stalowe, zapowiadając potencjalną rewolucję dla ultralekkich materiałów pancernych nowej generacji. Z jednej strony mamy zastosowanie wojskowe, a z drugiej… kosmiczne, bo taki materiał mógłby potencjalnie umożliwić statkom kosmicznym amortyzowanie uderzeń od zabłąkanych odłamków kosmicznych. Materiał był bowiem odporny na kulki wysłane z prędkością ponad 1 km/s.