Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Polietylen mocnejszy od kewlaru

Recommended Posts

Specjaliści od dawna wiedzieli, że polietylen jest wyjątkowo odpornym materiałem, który może powstrzymywać pociski. Dotychczas jednak nikomu nie udało się stworzyć na tyle mocnego polietylenowego włókna, by można było ten materiał wykorzystać do produkcji kamizelek kuloodpornych.

Dokonała tego niedawno firma DSM z Holandii. Sprzedaje ona materiał o nazwie Dyneema SB61. Wiadomo o nim jedynie tyle, że zostało stworzone z polietylenu. Wiadomo również, że jest 15-krotnie mocniejsze od stali i o 40% bardziej wytrzymałe od kewlaru. Amerykańska firma Body Armor produkuje z niego kamizelki kuloodporne dla policji. Grubość takiej kamizelki to jedynie... 5 milimetrów.

Dyneema SB61 zastąpi prawdopodobnie inny polimerowy materiał o nazwie Zylon. W ubiegłym roku Departament Sprawiedliwości zakazał używania kamizelek z Zylonu, gdy okazało się, że woda prowadzi do degradacji materiału i kilku policjantów odniosło poważne rany, gdyż nieświadomi niczego używali kamizelek z Zylonu.

Na szczęście żadna z kul nie przebiła kamizelki. Ich uderzenia spowodowały jednak groźne obrażenia. Tego typu rany stają się coraz większym problemem, w miarę jak kamizelki kuloodporne są coraz cieńsze. Lekarze często bowiem, widząc ranę, uznają, że w ciele tkwi kula i przeprowadzają niepotrzebną operację.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Northwestern University powstało włókno, które jest bardziej wytrzymałe niż kewlar. Horacio Espinosa i jego zespół stworzyli nowe włókno łącząc węglowe nanorurki i polimer. Testy w skali nano i makro wykazały, że jest ono niezwykle wytrzymałe i odporne na uszkodzenia.
      Wielkim osiągnięciem jest fakt, że włókno to jest jednocześnie plastyczne i wytrzymałe. Może zaabsorbować i rozproszyć olbrzymie ilości energii zanim ulegnie uszkodzeniu. Nigdy wcześniej nie obserwowaliśmy takiej wytrzymałości. Włókno może znaleźć zastosowanie w przemyśle obronnym, lotniczym i kosmicznym - mówi profesor Espinosa.
      Badania jego zespołu to część programu Multidisciplinary University Research Initiative (MURI) prowadzonego przez Departament Obrony. W jego ramach zespół Espinosy otrzymał 7,5 miliona dolarów na badania nad włóknami i materiałami kompozytowymi do produkcji kamizelek kuloodpornych, spadochronów, pojazdów, samolotów i satelitów.
      Naukowcy rozpoczęli swoje prace od węglowych nanorurek. Same nanorurki są jednym z najbardziej wytrzymałych materiałów, jednak gdy się je łączy, tracą swoje właściwości, gdyż ześlizgują się po sobie. Naukowcy dodali więc polimer, który łączył nanorurki i z tak uzyskanego materiału wyprodukowali przędzę. Następnie wykorzystali skanningowy mikroskop elektronowy do zbadania jej właściwości, podczas gdy sama przędza była poddawana najróżniejszym oddziaływaniom zewnętrznym.
      Poznaliśmy funkcjonowanie tego materiału w różnej skali. Chcemy zrozumieć, jak działają poszczególne molekuły, by w przyszłości stworzyć jeszcze bardziej wytrzymałe włókna - mówi Tobin Filleter z zespołu Espinosy.
      Już teraz wiadomo, że nowe włókno jest bardziej wytrzymałe niż kewlar - materiał powszechnie używany do produkcji kamizelek kuloodpornych i hełmów.
      Uczeni przyznają jednocześnie, że materiał może być znacznie wytrzymalszy. Węglowe nanorurki, czyli budulec naszej przędzy, są 50 razy bardziej wytrzymałe, niż przędza którą stworzyliśmy. Jeśli będziemy w stanie poprawić łączenia, wyprodukujemy wytrzymalszy materiał - mówi Mohammad Naraghi.
      Jednym ze sposobów na wzmocnienie przędzy może być wykorzystanie emisji elektronowej o wysokiej energii do kowalencyjnego połączenia ze sobą nanorurek pomiędzy poszczególnymi włóknami.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Większość polimerów to dobre izolatory zarówno dla energii elektrycznej, jak i cieplnej. Naukowcom z MIT-u (Massachusetts Institute of Technology) udało się tak zmienić polietylen - najpopularniejszy z polimerów - że zaczął przewodzić ciepło lepiej niż wiele metali. Pozostał przy tym izolatorem dla elektryczności.
      Bardzo ciekawą właściwością nowego polietylenu jest fakt, iż przewodzi on ciepło tylko w jednym kierunku. Dzięki temu możne znaleźć zastosowanie tam, gdzie potrzebne jest efektywne odprowadzanie energii cieplnej, czyli np. w urządzeniach chłodzących podzespoły komputerowe.
      Kluczem do sukcesu było ułożenie molekuł polimeru w jednej linii. Zwykle tworzą one chaotyczną splątaną warstwę. Dokonano tego dzięki powolnemu wyciąganiu włókna polietylenowego z roztworu za pomocą końcówki mikroskopu sił atomowych. Posłużyła on jednocześnie do sprawdzenia właściwości włókna.
      Badania wykazały, że tak produkowane włókno przewodzi ciepło aż 300-krotnie lepiej od zwykłego polietylenu. Przewyższa pod tym względem połowę metali, w tym żelazo czy platynę. Profesor Gang Chen, szef zespołu badawczego zapewnia, że po udoskonaleniu techniki uda się uzyskać jeszcze lepsze właściwości.
      Nowy polimer przyda się wszędzie tam, gdzie potrzebujemy dobrego jednokierunkowego przewodnictwa cieplnego. Jeśli dodamy do tego, że polietylen niewiele waży, jest dobrym izolatorem elektrycznym oraz wykazuje stabilne właściwości chemiczne, to pole jego zastosowań znacznie się zwiększy.
      Wszystko zależy oczywiście od tego, czy uda się opracować tanie techniki masowej produkcji nowego materiału.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Miłośnicy gier komputerowych wiedzą, że gdy ich bohater, ubrany w kamizelkę kuloodporną, otrzymuje postrzał, zmniejszają się wskaźniki wytrzymałości kamizelki. W końcu, gdy dotrą one do zera, kamizelka już nie chroni bohatera.
      John Wray, naukowiec z U.S. Army Tank Automotive Research, Development and Engineering Center (TARDEC), wraz z kolegami pracują nad podobnym wskaźnikiem wytrzymałości pancerza czołgów i pojazdów.
      Ich pomysł polega na pokryciu pancerzy połączonymi w pary czujnikami piezoelektrycznymi. Każda z płyt pancerza otrzymuje taką parę. Jeden z nich zamienia otrzymywaną energię elektryczną w mechaniczną i przesyła mechaniczne drgania do czujnika na drugim końcu płyty. Ten je odbiera i zamienia w energię elektryczną. System taki działa idealnie tylko na nieuszkodzonych płytach. W miarę jak kolejne uderzające pociski powodują coraz większe zniszczenia, dochodzi do strat sygnałów przesyłanych pomiędzy czujnikami. Mierząc te straty czujniki będą mogły sygnalizować, jak bardzo dana część pancerza została uszkodzona. Tę samą technikę można zastosować w przypadku kamizelek kuloodpornych.
      Prace nad "inteligentnymi zbrojami" trwają od lat. dotychczas opracowano dwie metody oceny stanu uszkodzeń. Jedna wymaga zdjęcia pancerza i jego obejrzenia. Druga zakłada wykorzystanie ultradźwięków do sprawdzenia stanu opancerzenia pojazdu. Obie jednak mogą być zastosowane w bazie, a nie na polu bitwy. Dlatego też konieczne jest znalezienie metody oceniania stanu pancerza w czasie rzeczywistym. Odpowiedzią może być właśnie użycie opisanej technologii. Jej dodatkową zaletą jest możliwość zebrania informacji o uzbrojeniu przeciwnika. Kule różnego kalibru uderzają w pojazd opancerzony z różną siłą. Dzięki informacjom o uszkodzeniach i informacjom o tym, z jakiej broni dokonywany jest ostrzał, pojazd, który ma uszkodzony pancerz może np. odwrócić się nieuszkodzoną stroną w tym kierunku, z którego ostrzeliwany jest bronią większego kalibru, co może ocalić życie żołnierzy. Ponadto podczas uderzenia pocisku w pancerz wytwarza się energia, którą będzie można przechwycić i wykorzystać.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Olbrzymia nadmuchiwana wieża mogłaby wynosić ludzi na skraj przestrzeni kosmicznej. Nie byłyby więc potrzebne wahadłowce, a projekt dałoby się zrealizować prędzej niż windę.
      Jak twierdzą Brendan Quine, Raj Seth i George Zhu z York University w Toronto, w 15-km wieży wykorzystano by pneumatyczne moduły, które już teraz widuje się na niektórych statkach kosmicznych. Należałoby tylko wybrać odpowiednią lokalizację, np. szczyt góry. Wtedy konstrukcja sięgnęłaby na wysokość ok. 20 km. Znacznie ułatwiłoby to badanie atmosfery, komercyjne podróże kosmiczne bez konieczności zmagania się z mikrograwitacją czy wprowadzanie wahadłowców na orbitę.
      Wg Kanadyjczyków, wieża powinna się składać z serii modułów. Wybrano już nawet odpowiedni materiał – rurki z kompozytu kevlarowo-polietylenowego. Po nadmuchaniu lekkim gazem, np. helem, stawałyby się sztywne, co stabilizowałoby budowlę. Zespół przeprowadził próby z miniaturowym 7-metrowym modelem wieży. Miała ona 6 modułów. W każdym znajdowały się 3 laminowane polietylenowe rurki o średnicy 8 cm. Otaczały one okrągłe odstępniki, które należało nadmuchać.
      Pełnowymiarowa struktura, jeśli, oczywiście, powstanie, będzie wymagać zastosowania we wszystkich 100 modułach dwóch elementów: żyroskopu i stabilizatora. Przewidywane rozmiary modułów są imponujące; warto wspomnieć choćby o 150 m wysokości i 230 m średnicy. W tym przypadku rury będą miały w przekroju nie 8 cm, lecz 2 metry. Po nadmuchaniu waga pojedynczego pierścienia wzrośnie do 800 tys. ton. Naukowcy są przekonani, że awaria kilku nawet modułów nie zagrozi całości konstrukcji. Podkreślają, że w przeciwieństwie do windy, wieżę można wykonać z już istniejących materiałów. W przyszłości warto by ją tylko przedłużyć z 20 do 200 km, wtedy otworem stanęłaby niska orbita okołoziemska (ang. low Earth orbit, LEO).
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...