液体衣是什么做的(为啥叫液体卫生巾)

在过去的几年里,防弹衣背后的基本理念并没有太大的变化。防弹衣可以阻止子弹到达人体,它分散了武器的能量,使冲击伤害更小。虽然它不是在所有情况下都有效,但防弹背心通常可以帮助保护人们免受严重伤害或死亡。

多年来,人们开发了更先进的防弹衣来抵抗更强大的火力。然而,尽管有这些改进,现代防弹衣仍然有一些缺点。无论是金属板还是织物层,防弹衣通常都很笨重。很多类型是刚性的,因此不适合身体的某些部位,而现在使用的防弹衣通常只保护头部和躯干。

液体衣是什么做的(为啥叫液体卫生巾)

一种新的防弹衣灵活轻便,这种改进来自于在现有的盔甲材料中添加液体。虽然它还没有完全做好战斗准备,但研究表明,液体防弹衣有可能成为笨重防弹衣的良好替代品或补充。最终,士兵和警察会用它来保护他们的胳膊和腿。

目前正在研发的液体防弹衣是基于杜邦凯夫拉纤维防弹衣。当子弹或弹片击中凯夫拉尔背心时,多层材料会将冲击力分散到很大的表面区域。子弹还会拉伸凯夫拉纤维,在这个过程中消耗能量并减慢速度。这个概念类似于汽车安全气囊,它在碰撞中扩大撞击面积并减缓人体躯干的运动。

凯夫拉虽然是一种面料,但是凯夫拉防弹衣没有衣服方便。需要20到40层凯夫拉纤维才能挡住子弹,比较硬。也很重,即使不镶嵌额外的陶瓷保护,单个背心也有4.5公斤以上。但是,非牛顿流体可以使凯夫拉防弹背心使用更少的层数,使其更轻,更灵活。

剪切增稠液体

液体防弹衣这个词可能有点误导。对于一些人来说,它让人想到了夹在两层固体材料之间的流动的流体。然而,这种液体防弹衣在开发工作中没有可见的液体层。相反,他们将凯夫拉纤维浸泡在这种液体中。

有两种非牛顿流体。第一种是剪切增稠流体,当它遇到机械应力或剪切时表现得像固体。第二种是剪切稀释液,比如油漆,搅拌或者摇晃的时候会变稀。增稠液体的一个常见例子是玉米淀粉和水的混合物。如果你慢慢搅拌,这种物质会像液体一样移动。但是如果你打它,它的表面会突然凝固。

为了用剪切增稠液体制造液体防弹衣,研究人员首先用乙醇稀释液体。他们用稀释的液体浸泡凯夫拉纤维,并将其放入烤箱中蒸发乙醇。之后,剪切增稠液体会渗透到凯夫拉纤维中。当物体撞击或刺穿凯夫拉纤维时,液体会立即硬化,使凯夫拉纤维变得更强。硬化过程发生在短短几毫秒内,然后防弹背心又变得有弹性。

在实验室试验中,用剪切增稠液体处理过的Kevlar纤维与普通Kevlar纤维一样柔韧。不同的是它更坚固,所以防弹衣需要的材料层数更少。四层经处理的凯夫拉尔纤维消耗的能量与十四层普通凯夫拉尔纤维消耗的能量相同。此外,经过处理的纤维在受到冲击时不会像普通纤维一样伸长,这意味着子弹不会穿透防弹衣。研究人员推测,这是因为子弹需要更多的能量来拉伸经过处理的纤维。​

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