Vědci vytvořili průlomovou látku, která překonává sílu a výkon kevlaru, což může znamenat revoluci v osobní a vojenské ochraně. Tento nový materiál, který kombinuje aramidové polymery s přesně zarovnanými uhlíkovými nanotrubičkami, nabízí výrazně lehčí a tenčí alternativu pro neprůstřelné vesty a další ochranné pomůcky.
Věda v pozadí síly
Moderní neprůstřelné vesty spoléhají na rozložení síly střely sítí silných vláken. Kevlar, běžný materiál používaný v těchto vestách, je vyroben z aramidových polymerů – dlouhých řetězců molekul známých pro svou výjimečnou pevnost. Při extrémním namáhání se však tyto polymerní řetězce mohou posunout nebo „klouznout“, což omezuje celkovou ochranu.
Nový přístup: uhlíkové nanotrubice na záchranu
Vědci z Pekingské univerzity v Číně léta pracovali na vývoji materiálů lepších než Kevlar nebo Dyneema, další vysoce výkonná tkanina. Jejich nejnovější průlom zahrnuje integraci uhlíkových nanotrubic – extrémně malých, pevných, válcových struktur – s řetězci aramidových polymerů. Toto zarovnání zabraňuje molekulám polymeru v posunu, když jsou vystaveny vysokému zatížení, čímž vzniká tkanina s dramaticky zvýšenou pevností a odolností.
„Extrémně vysoká dynamická pevnost a houževnatost jsou rozhodující pro vláknité materiály používané v ochranných aplikacích, včetně neprůstřelných pancířů, vozidel a letadel,“ vysvětluje Jin Zhang, vedoucí projektu.
Vynikající výkon v akci
Tato nová „uhlíková nanotrubička/heterocyklická aramidová tkanina“ (atraktivnější název již brzy!) vykazuje výrazné zlepšení oproti stávajícím materiálům. Jedna vrstva tkaniny má tloušťku pouhých 0,6 milimetru a dokáže snížit rychlost kulky jedoucí rychlostí 300 metrů za sekundu na 220 m/s. Kriticky vědci odhadují, že pouhé tři vrstvy – celková tloušťka pouhých 1,8 milimetru – stačí k úplnému zastavení kulky. To je významné snížení ve srovnání s kevlarem, který obvykle vyžaduje tloušťku alespoň 4 milimetry, aby poskytoval stejnou úroveň ochrany.
Odborné potvrzení a vyhlídky do budoucna
Toto inovativní řešení vyvolalo chválu od odborníků v oboru. Julie Cairney z University of Sydney v Austrálii popisuje kombinaci aramidových vláken a zarovnaných uhlíkových nanotrubic jako „inovativní“. Zdůrazňuje potenciál pro výrobu dalších nových kompozitů založených na tomto přístupu.
„Pro osobní a vojenskou ochranu lze tyto materiály použít pro lehčí, účinnější neprůstřelné vesty a brnění, což zvyšuje bezpečnost bez obětování mobility,“ říká Cairney.
Výrobní strategie je také kompatibilní se stávajícími průmyslovými procesy a připravuje cestu pro škálovatelnou výrobu a praktické aplikace. Tato nová tkanina představuje významný pokrok v technologii ochranných materiálů a slibuje lehčí, pevnější a účinnější neprůstřelná řešení pro širokou škálu aplikací.
