Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
 

 Diễn đàn Khoảng không vũ trụ vì tri thức tiện ích và nhân loại – viễn cảnh tương lai.

 
​Vật liệu áo giáp nhẹ được làm từ tấm thảm ống nano có hiệu năng vượt trội hơn Kevlar   23-06-2022
Trọng lượng thường là yếu tố được các nhà khoa học cân nhắc khi muốn đẩy ranh giới của các vật liệu chống đạn đi xa hơn và họ đã mường tượng ra loại áo giáp đảm bảo an toàn đồng thời cải thiện khả năng vận động cho người mặc. Các kỹ sư tại Đại học Wisconsin-Madison mới vừa chế tạo ra một loại vật liệu áo giáp siêu nhẹ mới được gọi là “thảm sợi nano”, có đặc điểm hóa học độc đáo cho phép nó hoạt động vượt trội hơn cả Kevlar và thép.


Các nhà khoa học vừa sản xuất các ống nano carbon làm cơ sở cho một vật liệu mới có thể sử dụng trong áo giáp nhẹ (Ảnh: Depositphotos)

Cơ sở cho dạng áo giáp mới này là những hình trụ nhỏ bằng carbon với độ dày bằng một nguyên tử. Được gọi là ống nano carbon, chúng hứa hẹn là vật liệu thế hệ tiếp theo cho mọi thứ, từ nghiên cứu bóng bán dẫn, điều trị chứng mất thị lực, đến các thiết bị phát hiện bom mìn.

Trong khi điều chỉnh các ống nano carbon để sử dụng trong vật liệu áo giáp, các tác giả của nghiên cứu mới đã lấy các phiên bản nhiều vách của chúng và kết hợp chúng với các sợi nano Kevlar. Ý tưởng được xây dựng dựa trên nghiên cứu trước đó chứng minh tiềm năng của những vật liệu này trong việc hấp thụ các chấn động để xem liệu chúng có thể được tạo thành một giải pháp áo giáp hiệu quả hơn nữa hay không.

Trưởng nhóm nghiên cứu Ramathasan Thevamaran cho biết: “Vật liệu dạng sợi nano rất hấp dẫn đối với các ứng dụng bảo vệ vì sợi nano có độ bền, độ dai và độ cứng vượt trội so với sợi macro. Thảm ống nano carbon đã cho thấy khả năng hấp thụ năng lượng tốt nhất cho đến nay và chúng tôi muốn xem liệu chúng tôi có thể cải thiện hơn nữa hiệu suất của chúng hay không”.

Để làm được như vậy, các nhà khoa học đã nghiên cứu công thức hóa học cho đến khi họ tìm ra công thức cuối cùng. Họ đã tổng hợp các sợi nano Kevlar và chỉ kết hợp một lượng nhỏ chúng vào “thảm” tạo thành từ các ống nano carbon, với tỉ lệ vừa phải của cả hai, dẫn đến việc tạo ra các liên kết hyđrô giữa các sợi. Kết quả của những liên kết này là một bước nhảy vọt bất ngờ về hiệu suất.

“Liên kết hyđrô là một liên kết động, có nghĩa là nó có thể liên tục phá vỡ và hình thành lại, cho phép nó tiêu tán một lượng lớn năng lượng thông qua quá trình động lực học này. Ngoài ra, các liên kết hyđrô cung cấp độ cứng hơn cho sự tương tác đó, giúp tăng cường và làm cứng thảm sợi nano. Khi chúng tôi sửa đổi các tương tác giữa các mặt trong thảm của mình bằng cách thêm các sợi nano Kevlar, chúng tôi đã có thể đạt được mức cải thiện gần 100% về hiệu suất tiêu tán năng lượng ở một số mức vận tốc tác động siêu âm”,Thevamaran cho biết thêm.

Nhóm nghiên cứu đã đưa vật liệu vào thử nghiệm bằng cách sử dụng hệ thống thử nghiệm va chạm vi đạn, trong đó các tia laze được sử dụng để phóng các hạt nhỏ vào các mẫu vật liệu với các vận tốc khác nhau.

“Hệ thống của chúng tôi được thiết kế để chúng tôi thực sự có thể chọn một viên đạn duy nhất dưới kính hiển vi và bắn nó vào mục tiêu theo cách có kiểm soát, với vận tốc được kiểm soát rất tốt có thể thay đổi từ 100 m/s trong suốt đoạn đường đến hơn 1 km/s. Điều này cho phép chúng tôi tiến hành các thí nghiệm ở quy mô thời gian mà chúng tôi có thể quan sát phản ứng của vật liệu - khi các tương tác liên kết hyđrô xảy ra”, Thevamaran chia sẻ.

Các thí nghiệm này cho thấy vật liệu mới có thể chống lại các tác động tốc độ cao tốt hơn vải Kevlar và thép tấm. Điều này tạo cơ sở cho các vật liệu áo giáp siêu nhẹ, hiệu suất cao chứ không chỉ sử dụng trong áo chống đạn. Theo các nhà nghiên cứu, vật liệu này có khả năng cho phép tàu vũ trụ hấp thụ các tác động từ các mảnh vỡ vũ trụ tốc độ cao.

LH (New Atlas) 

In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 

 THÔNG BÁO

 
 

 Thủ tục hành chính

 
 

 Hình ảnh hoạt động

 
Video clip
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)

  • Hình ảnh liên kết
    Liên kết website trong tỉnh
    Liên kết website các tỉnh
    Lượt truy cập