Kevlar’dan üç kat daha güçlü olan bir kumaş tabakası, moleküllerini hizalı tutan karbon nanotüplerin eklenmesi sayesinde sadece 1,8 milimetre kalınlığında olmasına rağmen bir mermiyi durdurabilir
Kurşun geçirmez kumaş hem hafif hem de güçlüdür
Yeni malzeme o kadar güçlü ki, yalnızca 1,8 milimetre kalınlığındaki bir tabaka bile bir mermiyi durdurabiliyor; bu da onu Kevlar’dan çok daha güçlü ve muhtemelen şimdiye kadar yapılmış en güçlü kumaş haline getiriyor.
Kurşun geçirmez yelekler, bir merminin enerjisini birbirine bağlı fiberlerden oluşan bir ağ aracılığıyla yayarak çalışır. Kevlar söz konusu olduğunda bu fiberler, aşırı dayanıklılığa sahip olduğu bilinen bir grup polimer zincir kimyasalları olan aramitlerden yapılır. Ancak aşırı stres altında bu polimer zincirleri kayarak sundukları korumayı sınırlayabilir.
Son altı yıldır Çin’deki Pekin Üniversitesi’nden Jin Zhang ve meslektaşları, farklı türde bir polietilen elyaf olan ve genellikle dünyanın en güçlü kumaşı olarak anılan Kevlar veya Dyneema’dan daha güçlü malzemeler geliştirmeye çalışıyorlar.
Zhang, “Darbeye karşı koruyucu uygulamalarda lifli malzemeler için ultra yüksek dinamik güç ve dayanıklılık çok önemlidir” diyor. “Bunlar kurşun geçirmez zırhları, araçları ve uçakları içeriyor.”
Şimdi ekibi, moleküllerin kaymasını önlemek için karbon nanotüplerini aramid polimer zincirleriyle hizalamaya yönelik bir yöntem geliştirdi. Zhang, “Yeni elyafımız, bildirilen tüm makroskopik yüksek performanslı polimer elyafları önemli ölçüde geride bırakıyor” diyor. “Kumaşımız Kevlar’dan tamamen daha iyi performans gösteriyor.”
Zhang, yeni malzemenin “fabrik karbon nanotüp/heterosiklik aramid kompozit” olduğunu söylüyor ancak “daha sonraki bir tarihte” Kevlar’a benzer daha şık bir isim bulmayı umuyor.
Malzeme Kevlar’dan daha güçlü olduğu için çok daha az malzemeyle aynı kurşun geçirmezlik etkisi elde edilebiliyor. Zhang, tek bir kumaş katmanının yaklaşık 0,6 milimetre kalınlığında olduğunu ve saniyede 300 metre hızla giden bir merminin hızını 220 m/s’ye düşürebileceğini söylüyor. “Enerji soğurma hesaplamalarına göre, kabaca üç katman kumaş mermiyi durdurmak için yeterlidir.” Toplam kalınlık 1,8 mm’dir. Karşılaştırıldığında, aynı mermiyi durdurmak için Kevlar’ın en az 4 mm kalınlığında olması gerekir.
Avustralya Sidney Üniversitesi’nden Julie Cairney, aramid elyaflar ile yönlendirilmiş karbon nanotüplerin kombinasyonunun yenilikçi olduğunu söylüyor.
Cairney, “Bu yaklaşım potansiyel olarak başka yeni kompozitler üretmek için kullanılabilir” diyor. Ayrıca üretim stratejisinin mevcut endüstriyel süreçlerle uyumlu olduğunu ve bu durumun onu ölçeklenebilir üretim ve gerçek dünyada benimsenme açısından umut verici hale getirdiğini söylüyor.
“Kişisel ve askeri koruma için bu malzemeler daha hafif, daha etkili kurşun geçirmez yelekler ve zırhlar için kullanılabilir ve hareket kabiliyetinden ödün vermeden güvenliği artırabilir” diyor.
