Нанопена – основа для бронежилетов
Ученые и инженеры, которые занимаются разработкой высокоэффективных бронежилетов и других средств защиты, все чаще обращают свое внимание на нанотехнологии и продукты, созданные на их основе. Ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего заявляют, что созданный ими материал имеет очень реальные перспективы в этой отрасли. Они разработали нанопену, которую можно использовать не только в бронежилетах, но и для защиты зданий и техники от близких взрывов, выстрелов из разнокалиберного оружия и от артиллерийских снарядов.
Команда ученых, которую возглавляет профессор Ю Киэо, создала состав своей пены из двух веществ, которые не растворяются друг в друге. При использовании довольно распространенных методов, получилось смешать эти вещества на молекулярном уровне. После один компонент с помощью высоких температур и травления кислотным раствором был удален из смеси. В результате места, которые были заняты молекулами этого вещества, превратились в пустоты нанометрового масштаба.
Проведенные испытания показали, что размер пор имеет очень большое значение. Если поры достаточно велики, то внезапное интенсивное воздействие приведет к нарушению структуры материала непосредственно в месте воздействия, так как вся энергия будет поглощена лишь малой областью материала. Если же поры маленькие, но не слишком, то энергия воздействия рассеивается по довольно большой площади, существенно не нарушая целостности материала, а объект, скрывающийся за его слоем, остается надежно защищенным.
Все те же испытания позволили вычислить оптимальные пропорции материала и размеры самих пор. Наиболее эффективным является пористый материал, у которого объем пустых пор составляет 50-80% от общего объема смеси. Оптимальными считаются поры, размер которых составляет от 10 нанометров до 10 микрометров. Эти данные ученые получили после стрельбы по материалам различного вида и последующего анализа структуры под электронным микроскопом.
На данным момент эксперименты и исследования в этой области продолжаются, но уже немного в другом направлении. Ученые уже выяснили, что лучшую защиту обеспечивает нанопена с порами размером в несколько десятков нанометров. Сейчас стоит вопрос: «Какие вещества позволят быстро и недорого изготавливать необходимое количество нанопены?»
