英國(guó)開(kāi)發(fā)子彈射不穿的紡織物

牟汝佳

防彈背心主要用于特警和武警執(zhí)行具有生命危險(xiǎn)的任務(wù),內(nèi)層一般鑲嵌了防彈金屬薄片,但今天僅用纖維紡織技術(shù)就能達(dá)到防彈的目的。英國(guó)曼徹斯特大學(xué)在該方面的研究名列世界前茅。

該大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，在強(qiáng)烈的沖擊條件下，一些紡織物可對(duì)微米大小的沖撞做出回應(yīng)。為此，該大學(xué)的材料專(zhuān)家決定開(kāi)發(fā)一種合成紡織物，它擁有新型結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)在子彈刺穿的一瞬間可繃緊，抵擋子彈的射入。該項(xiàng)目如今已獲得英國(guó)都市署的支持，計(jì)劃在2013年推出可防彈的特殊結(jié)構(gòu)紡織物。

據(jù)曼徹斯特大學(xué)高級(jí)工程材料研究專(zhuān)家伊安·金洛克說(shuō)，這類(lèi)防彈紡織物是由高性能纖維如凱夫拉纖維、芳族聚酰胺纖維或者是高密度聚乙烯纖維使用獨(dú)特的織物組織制作而成。其防彈原理是，當(dāng)子彈抵達(dá)織物的一瞬間，織物結(jié)構(gòu)材料會(huì)繃緊，由此不讓子彈進(jìn)一步射入。專(zhuān)家認(rèn)為，他們可以設(shè)計(jì)這種織物模型，證明這種特殊織物在未來(lái)?yè)碛袕V闊的前景。

曼徹斯特大學(xué)材料學(xué)院的這個(gè)項(xiàng)目由一名紡織材料專(zhuān)家牽頭確立。該項(xiàng)目組將首先開(kāi)發(fā)各類(lèi)型紡織物組合體，然后在制作樣本試驗(yàn)前將其數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)仔細(xì)推算。他們將在大學(xué)校園內(nèi)利用一定射程距離測(cè)試。當(dāng)彈頭高速穿入每一層織物時(shí)，研究人員將利用高速攝影機(jī)和拉曼光譜學(xué)原理，觀察和研究各層織物的變化。金洛克認(rèn)為，高速攝影機(jī)在過(guò)去防彈材料研究中就已采用，但拉曼光譜學(xué)原理卻是一種全新的應(yīng)用。

拉曼光譜學(xué)原理是利用激光束獲取子彈對(duì)材料分子產(chǎn)生的波長(zhǎng)和散射光的劇烈程度進(jìn)行收集和分析。它主要基于原子間的振動(dòng)頻率。正如我們拉扯線繩時(shí)，線繩會(huì)產(chǎn)生變化頻率，也像我們給吉他調(diào)音一樣產(chǎn)生不同的頻率，從而判定是否恰當(dāng)。

拉曼光譜學(xué)原理就能讓人觀察到連線和繃緊校準(zhǔn)而釋放的能量。這種原理可讓人觀察到1μm的分辨率。然而，專(zhuān)家們?nèi)匀徽J(rèn)為，用拉曼光譜學(xué)原理在彈速條件下測(cè)量紡織纖維承受力的準(zhǔn)確度仍然存在問(wèn)題。但由于現(xiàn)代技術(shù)不斷優(yōu)化，他們至少能提高測(cè)速和織物在一瞬間的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力變化。

一般而言，拉曼光譜學(xué)原理主要用于靜態(tài)測(cè)試。例如，它廣泛應(yīng)用于測(cè)試化學(xué)分子在化學(xué)鍵條件下的擺動(dòng)狀況。盡管如此，他們也打算首先研究子彈推進(jìn)織物時(shí)，織物各層分散沖力的程度。當(dāng)然，首先采用工程織物做試驗(yàn)較為恰當(dāng)。因?yàn)楣こ炭椢镒钅芎藢?shí)其是否有效，然后再利用計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)，爭(zhēng)取達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試水準(zhǔn)。當(dāng)然，測(cè)試速度也要先慢后快。當(dāng)觀察到織物如何被撕裂成彈孔時(shí)，織物結(jié)構(gòu)的變化就能告訴我們一些客觀信息，然后再做高速?gòu)楊^射入試驗(yàn)。研究人員希望用4年時(shí)間設(shè)計(jì)出防彈纖維織物的原型。然后再依據(jù)美國(guó)司法部和英國(guó)國(guó)家司法研究院的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，再與現(xiàn)存的防彈衣進(jìn)行比較。

（據(jù)英國(guó)最新《工程師》雜志http://www.theengineer.co.uk/Articles/310561/Bullet-proof+test.htm http://crave.cnet.co.uk/gadgets/0,39029552,49301686,00.htm）