2025年高考物理神奇納米藥水造出超級防彈衣
來源:網(wǎng)絡(luò)整理 2024-11-15 08:58:23
[趣味物理]神奇納米藥水造出超級防彈衣
“液體裝甲”年底就可大批量生產(chǎn)。這種新型防彈衣的頭盔、衣服和靴子全部用“剪切增稠液體”處理過的材料制成,不但能夠護住全身,還可非常柔軟輕盈,一點也不防礙士兵的靈活性。
這個玻璃小瓶里裝的淡藍色液體就是“剪切增稠液體”,你可以用塑料棒輕輕攪拌,發(fā)現(xiàn)它跟普通的液體沒什么兩樣,但一旦你加快攪拌的速度和力度,就發(fā)現(xiàn),它越來越黏,立刻變得攪拌不動。
自從有戰(zhàn)爭以來,盔甲(戰(zhàn)斗服)的研發(fā)就從未停息,人們一直在戰(zhàn)斗服的防護性和舒適性之間尋找平衡,希望能制造出一種既刀槍不入又輕便柔韌的戰(zhàn)斗服。據(jù)英國《GIZ》雜志8月13日報道,利用美國“陸軍研究實驗室”和“特拉華州立大學(xué)合成物質(zhì)研究中心”的科學(xué)家運用新型納米科技研制出來的“剪切增稠液體”,將制造出新一代戰(zhàn)斗服,使長久以來人們的夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。
頭盔衣服靴子啥都能做
這項技術(shù)的目標是制成一種成本低、重量輕的新材料,這種材料的防彈能力優(yōu)于當(dāng)前防彈衣專用的“凱夫拉”織物,但彈性更好、更薄,潛在的用途非常廣泛。
“剪切增稠液體”能使織物變得無比強韌,可以抵御尖釘、刺刀和子彈的襲擊,同時又不改變織物的重量、舒適度和彈性。“剪切增稠液體”的用途非常廣泛,可以用于制造防護服、汽車裝甲、頭盔和手套,不但能夠為軍人和警察提供保護,也能為任何危險行業(yè),如礦工、建筑工人等提供更舒適的工作服。
這種新型材料還可以被制成防爆毯,覆蓋在可疑包裹或未爆炸的軍火上,甚至可以用在傘兵靴上,這種靴子在碰撞時可以變硬,從而保護傘兵的腳踝。
柔軟輕便如同普通衣服
今年年底,首批利用“剪切增稠液體”處理升級的新型防彈衣將正式問世,到時候,美國駐伊拉克的前線士兵們將得到全方位的保護。
眾所周知,傳統(tǒng)的防彈衣根本無法保護軍人的許多關(guān)鍵部位,如手臂、頸部、腿部和肘部,因為這些部位需要經(jīng);顒雍蛷澢。如今的防彈衣,通常叫做防彈背心,不但厚重,而且硬邦邦的,不便用來制造需要彎曲折疊的褲子和袖子,因此只能護住軀干部分。
而利用“剪切增稠液體”處理升級的新型防彈衣,柔軟堅韌,可以制造連袖子帶褲腿的全套衣服,保護軍人的任何部位,無論人的身體如何彎曲防彈衣的防護性能都不會受損,這才是真正的防彈衣。
一打就變硬力消就還原
“剪切增稠液體”其實是一種處在固液混合狀態(tài)的納米粒子溶劑,很少存在于同一種物質(zhì)中。利用它制造的防護服通常被叫做“液體裝甲”,“剪切增稠液體”滲入織物中,通常狀態(tài)下是以液態(tài)形式存在,但是,織物一旦受到?jīng)_擊、壓緊,“剪切增稠液體”就變成堅硬的固體,使織物更強韌,難以被穿透。
因此,利用“剪切增稠液體”制造的新型防彈衣,平時柔軟舒適,一旦遭到刀等利物砍、刺,或高速子彈、彈片沖擊,就在受到?jīng)_擊的瞬間變得堅韌無比,而且能將沖擊力沿織物迅速分散開來,大大降低單位面積的壓強。當(dāng)沖擊力消失之后,“剪切增稠液體”又恢復(fù)液體狀態(tài),織物也重新變軟。
“液體盔甲”年底問世
“剪切增稠液體”技術(shù)由“美國特拉華州立大學(xué)合成物質(zhì)研究中心”和“美國陸軍研究實驗室”下屬的“武器和原料研究理事會”共同開發(fā),僅授權(quán)美國“裝甲控股公司”生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品。據(jù)悉,利用“剪切增稠液體”技術(shù)制造的新型防彈衣將于今年年底批量上市銷售,每件售價為500至600美元。
又輕又軟又薄又刀槍不入的衣服,一直都只存在于神話和小說中,如黃蓉的軟猬甲、貔貅甲等等。但盔甲的輕便性和防護性一直是一對不可調(diào)和的矛盾,即使是目前最先進的防彈背心,其實也沒比中世紀的盔甲在原理上高明多少,起主要防護作用的,還是插在里面的那塊金屬板。悍馬軍車也面臨同樣的問題,現(xiàn)在的輕裝甲悍馬,屢遭駐伊美軍詬病,因為防護能力明顯下降,他們往往自己加焊幾塊鐵皮以增強防護性。
現(xiàn)在,“液體裝甲”的問世,徹底解決了這個問題。它就像科幻小說中的物質(zhì),平時只是普通布料,一但遭到襲擊,就瞬間變得堅韌無比,而且能把沖擊力向四周擴散,將損傷降到最低。
“液體裝甲”的制作也非常簡便,就是把目前通用的“凱夫拉”防彈背心織物放在最新研制出來的納米“神水”——“剪切增稠液體”中浸泡一下,就大功告成。
工作原理
不受沖擊:粒子互不干擾呈液態(tài)
受到?jīng)_擊:粒子激烈碰撞變固態(tài)
“液體裝甲”的關(guān)鍵成分“剪切增稠液體”,由懸浮在聚乙二醇中的堅硬粒子組成。聚乙二醇是一種應(yīng)用廣泛的無毒液體,能承受的溫度范圍很廣。極其細小的硅微粒(非常堅硬)是STF的另一成分。這種流動性很強的液體和堅硬的微粒結(jié)合后,能形成一種性能不同尋常的材料。
“武器和原料研究理事會”“剪切增稠液體”項目的主管埃里克。沃特澤爾解釋道:“當(dāng)運動緩慢時,硬質(zhì)粒子能夠到處運動,因此‘剪切增稠液體’呈現(xiàn)液態(tài),但當(dāng)運動迅速的時候,硬質(zhì)粒子互相碰撞,阻礙了彼此的運動,因此‘剪切增稠液體’變得強韌。”
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