Десятилетиями кевлар считался эталоном баллистической защиты, но теперь ему найдена замена. Ученые разработали новый композит, который оказался прочнее, жестче, тоньше и способен поглощать энергию значительно эффективнее.
Чтобы материал успешно останавливал высокоскоростные воздействия, он должен сочетать высокую прочность и ударную вязкость. Однако существующие решения, такие как кевлар, часто демонстрируют обратную зависимость: увеличение прочности делает волокна хрупкими.
Чтобы преодолеть этот барьер, Цзинь Чжан из Пекинского университета и его коллеги создали суперволокно, объединив гетероциклический арамид с длинными углеродными нанотрубками. Эти нанотрубки сами по себе обладают исключительной прочностью и жесткостью.
Ключевая инновация заключается в архитектуре материала: арамидные цепочки и нанотрубки выстроены строго параллельно. Такое расположение позволяет композиту поглощать максимальное количество энергии, не приводя к разрушению структуры.
Новый материал успешно прошел баллистические тесты, продемонстрировав динамическую прочность, превосходящую существующие волокна. Его способность поглощать энергию установила новый рекорд — 706,1 мегаджоуля на кубический метр, что более чем в два раза выше предыдущего достижения.
Этот прорыв может значительно улучшить защитные свойства снаряжения, сделав его легче, тоньше и безопаснее.
