Mokslo ir technologijų pasaulis

Kaip sustabdyti kulkas, panaudojus pačią lengviausią medžiagą? Toks klausimas įkvėpė daugybę mokslininkų ir jie sukūrė pažangias bei lengvas medžiagas, kurios leidžia kareiviams išlikti judriais, o transporto priemonėms lengvomis. Dabar Šiaurės Karolinos Valstijos universiteto mokslininkai skelbia sukūrę dar geresnę apsaugą nuo kulkų. Ir naujoji medžiaga sveria dvigubai mažiau, palyginus su tradiciniais šarvais.

Ši tyrėjų komanda jau ne pirmą kartą pasiekia įspūdingų rezultatų. 2015-aisiais, po daugybės atliktų tyrimų, jie pristatė naujo tipo „lengvą apsaugą“, galinčią blokuoti rentgeno, gama spindulius ir neutronų spinduliuotę.

Po metų jie sukūrė itin dideliu stiprumu pasižyminti specialų skydą, sustabdantį kulkas. Kitos mokslinių tyrimų grupės sėkmingai naudojo grafeną, tačiau Šiaurės Karolinos tyrėjai tam naudoja visai kitą medžiagą, vadinama „kompleksinėmis metalo putomis“ (CMF).

Jos gaunamos leidžiant dujas pro išlydytą metalą ir taip jį paverčiant pūtotu mišiniu. Vėliau jis yra atvėsinamas, taip susidaro lengva matrica su tuščiavidurėmis metalinėmis ertmėmis. Galutinis rezultatas yra daug lengvesnė nei iš įprastų metalų pagaminta apsauga, pasižyminti panašiu stiprumo lygiu.

Komanda, vadovaujama profesorės Afsaneh Rabiei, tokiu būdu pasigamino CMF ir jų priekį padengė keramine plokštelė, o nugarinę CMF dalį aliuminio plokštele.

Eksperimentui buvo panaudoti specialūs rutuliukai, kurie atitinka .50 kalibro kulkas. Į naujuosius mokslininkų šarvus jie lėkė 500-885 m/s greičiu. Ši medžiaga sugebėjo sugerti iki 75 % kinetinės rutuliukų energijos ir kai kuriuose bandymuose plokštelės nugarinėje dalyje nepaliko jokių pakitimų.

„CMF šarvai svėrė dvigubai mažiau nei įprasti, homogeniniai plieno šarvai, bet sugebėjo pasiekė tokį patį apsaugos lygį“, - sakė Rabiei.

Tyrėjai mano, kad ši medžiaga galėtų būti naudojama šarvuotose karinėse transporto priemonėse ir leistų sumažinti jų svorį bei tuo pačiu pagerintų degalų naudojimo efektyvumą. Mokslininkai įsitikinę, kad jie gali pagaminti ir dar geresnėmis savybėmis pasižyminčius CMF šarvus.

„Šiuos rezultatus gavome testuodami šarvus, kuriuos pagaminome tiesiog lipnia medžiaga sujungdami CMF su keraminėmis ir aliuminio plokštelėmis“, - sako Rabiei. „Mes tik optimizavome CMF medžiagą ir ja pakeitėme įprastuose šarvuotose transporto priemonėse naudojamą standartinę plieninę plokštę. Dar yra darbų, kurie šiuos CMF šarvus gali padaryti geresniais. Pavyzdžiui, norėtume optimizuoti keraminių, CMF ir aliuminio sluoksnių sukibimą ir storį, kas gali nulemti dar mažesnį bendrą svorį ir geresnį galutinį šarvų efektyvumą.“

Plačiau su tyrimų rezultatais galite susipažinti moksliniame žurnale „Composite Structures“. O čia pateikiama eksperimento vaizdinė medžiaga: