Новые многослойные материалы позволят сделать легкую пуленепробиваемую броню, тонкую как бумага.

Ученые давно рассуждали о создании композитных наноматериалов, тонкие слои которых могут останавливать пули и осколки эффективнее, чем современные тяжелые пуленепробиваемые материалы. Но для воплощения подобных идей в жизнь раньше не хватало некоторых технологий, которые появились только сравнительно недавно. И результат этого не заставил себя долго ждать. Новый композиционный материал, состоящий из тончайших слоев различных материалов, толщиной всего несколько нанометров, является намного более легким, нежели другой ударопрочный материал, обладающий подобными характеристиками. А дальнейшее усовершенствование технологии изготовления такого материала позволит создать эффективные бронежилеты и другие защитные средства, толщиной всего с лист бумаги.

Исследователи из Массачусетского технологического института и университета Райс разработали этот новый материал, напоминающий по структуре слоеный пирог. Эластичные слои из резины чередуются с твердыми слоями стекла, что обеспечивает материалу достаточную прочность и стойкость к ударным нагрузкам. Для того, что бы провести исследования и определить характеристики нового материала ученым пришлось даже разработать особую технологию испытаний. Стреляя крошечными стеклянными микрошариками, летящими с различной скоростью, по этому материалу, ученым удалось увидеть воочию результаты воздействия ударов на структуру материала.

Проведенные исследования показали, что материал на 30 процентов эффективней останавливает снаряд, двигающийся с ускорением, а не замедляющий скорость своего движения. Так же эффективность останавливающего воздействия материала снижается по мере приближения точки удара к краю материала, что демонстрирует эффективную работу слоев материала на его большой площади, а не только в области точки контакта.

Результаты испытаний показали, что наноструктуры могут быть более эффективными, нежели обычные пуленепробиваемые материалы. И все дело не только в сложном строении наноматериалов, весь фокус заключается в том, что на наноразмерном уровне многие материалы приобретают весьма специфические, порой странные, уникальные характеристики и свойства, которые на обычном уровне почти не проявляются.

Еще одним достижением в данных исследованиях стал способ измерения результатов ударных воздействий на материал, который был разработан командой ученых университета Райс. Благодаря этому способу ученые оказались способны оценить количественно, а не только качественно, уровень разрушений и различных эффектов, происходящих в каждом слое материала. Это - новый и более эффективный метод изучения характеристик структурированных полимерных материалов, совершенствование которого позволит наблюдать в режиме реального времени все изменения в структуре материала, подвергаемого ударному точечному воздействию.

Несмотря на то, что данные исследования проводились под эгидой военных, Исследовательского управления армии США (U.S. Army Research Office), результаты этих исследований могут быть применены не только для создания тонких и легких средств защиты. Подобная защита так же может использоваться и при создании оболочек космических кораблей, которым не будут страшны попадания мелких метеоритов, при создании космических скафандров и защитных костюмов, которые будут одевать люди, работающие в потенциально опасных местах.
Источник: http://www.dailytechinfo.org