巴雷特都打不穿!强度比钢铁高200倍!石墨烯改变未来世界的材料

巴雷特都打不穿!强度比钢铁高200倍!石墨烯改变未来世界的材料

世界上最好的防弹衣材料是什么?

估计大家都知道,是“凯夫拉”材料。

凯夫拉(Kevlar)材料由美国杜邦公司在上世纪60年代研制成功。

其强度是同等质量钢铁的五倍,密度却只有钢铁的五分之一,而且韧性好易加工。

其实用性好立刻火遍全球,是制作防弹衣的常用材料。

凯夫拉虽好,但它的强度还是有限的。为了阻挡住子弹的冲击,需要使用到10几层的凯夫拉,再加上用来缓冲的陶瓷板,这样下来一套防弹衣十分有分量。

有没有比凯夫拉更强的材料呢?

美国纽约市立大学的研究人员就造出了一种新材料——Diamene

其实起这个名字是有原因的,这个后面会说。

Diamene 是用石墨烯制成的,石墨烯就是改变未来世界的材料

怎么哪儿都有它……

是啊,如今我们熟知的华为和三星都在研究石墨烯的应用,汽车厂商研究方向都是在电池领域。

但大家可别忘了,石墨烯可是世界上最薄也是最坚硬的纳米材料。

它是人类已知测量过的强度最高的物质,比钢铁要高 200 倍。

上面说了,凯夫拉的强度是钢铁的 5 倍,而石墨烯是 200 倍,你想想它有多强……

所以,把它造成防弹衣,那不是要用穿甲弹来打?

于是,科学家 Elisa Riedo 教授带领的团队,把这个想法变成了现实。

具体的实现方式和理论研究,都发表在《Nature Nanotechnology》上了,比较深奥,我也看不太明白。

但是你只要知道,Diamene 是由碳化硅基板上的两片石墨烯片组成的就行了。

为什么会用两片呢?

这件事也是很神奇,研究团队说,当两片石墨烯对齐叠在一起时,这种材料便拥有了一种奇妙的特性——硬化效应。

普通状态下,材料就跟铝箔一样轻便灵活。

可一旦受到突然的机械压力时,它会突然“硬化”,变得比钻石还硬!

这是什么概念……

大家都知道钻石的莫式硬度是 10,基本是世界上最硬的东西了,而 Diamene 还更硬。。

这还没完,用两层的情况下 Diamene 刚度也是最强,来看看应力试验。

右图紫色那条代表 10 层石墨烯片

蓝色那条是 5 层石墨烯片

再来看看两层的

红色的线便是 2 层的情况

很明显,曲线越陡,刚度越强,所以两层是最好的。

这里插一句,上面提到了硬度、强度、刚度三个指标,估计有朋友会分不清,我简单解释一下。

硬度是用来衡量材料本身够不够硬的,比如手机屏幕被钻石划伤,代表玻璃硬度不如钻石。

刚度和强度要放一起看,刚度代表抵抗弹性形变的能力,强度代表抵抗断裂或永久变形的能力。

好比牙签和皮筋,牙签刚度大,但是会被折断,皮筋抗断裂,拥有好的形变能力,可以拉伸自身的好几倍。

回到 Diamene。

它的强度又是世界第一,硬度也差不多是世界第一,刚度也不错,而且又轻又薄,可塑性好,可以制作成各种形状。

所以你知道它名字的由来了吧,Diamene = Diamond + Graphene(钻石+石墨烯)。

有了它做的防弹衣,即便用巴雷特开火,都不怕

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