对想打造一流防弹材料的科学家来说，最好的盔甲是既能保证穿戴者安全、又能提高行动上的机动性。威斯康辛大学麦迪逊分校团队最近打造出一种新型超轻装甲材料，因独特的化学成分，性能比钢和克维拉纤维还要好。
克维拉（Kevlar）纤维具有极佳抗拉性能，强度为同等质量钢铁的 5 倍，但密度仅钢铁五分之一，因此早期被用于替代赛车轮胎中的部分钢材。现在克维拉纤维广泛用于船体、飞机、自行车轮胎、军用头盔、防弹背心之中，但克维拉主要弱点是处于碱性环境、暴露于氯及紫外线之下，将被逐渐分解。
为了制造更好的防弹材料，威斯康辛大学麦迪逊分校团队将奈米碳管结合克维拉纤维，发现新的奈米纤维垫在消化微弹丸冲击（速度超过音速）时表现更出色，强度、韧性和刚度等性能也更突出。
研究人员从中找到新型材料更加强韧的化学反应，当将少量克维拉纤维加入由奈米碳管构成的“垫子”中时，两者比例恰到好处会导致纤维之间形成氢键，由于氢键是种动态键，可以不断断裂并再次形成，便能借由该动态过程消耗大量能量（如物体高速穿入），同时氢键也为这种相互作用提供了更大刚度。
团对展开微粒冲击系统测试，将激光光以不同速度（每秒 100 米～1 公里）把微粒发射到材料样品中，证实新材料可在超音速冲击速度下实现近 100% 能量耗散。
新型材料比克维拉织物和钢板更能抵御高速冲击，为高性能超轻装甲材料提供另一种制造基础，而据研究人员称，新材料或也能应用于保护太空探测器被高速碎片撞坏。
新论文发表在《ACS Nano》期刊。
- Lightweight armor material made of nanotube mats outperforms Kevlar
- New lightweight super material could battle bullets, deflect space debris
（首图来源：pixabay）
