“果凍”頭盔，一槍爆不了頭

英國《每日電訊報》不久前報道，英國研究人員日前發(fā)明一種名為“D30”受外力撞擊后迅速凝固的膠狀物質(zhì)，可有效吸收動能。英軍計劃利用這種凝膠提升頭盔防彈性能。將這種凝膠放置在士兵頭盔內(nèi)側(cè)，能將子彈或彈片的沖力減弱一半，進(jìn)而阻止它們穿透頭盔。

腦損傷困擾美英聯(lián)軍

美國《華盛頓時報》報道，腦損傷已成為駐伊拉克和駐阿富汗美英聯(lián)軍的頭號傷病。據(jù)估計，約1／5的聯(lián)軍有不同程度的腦損傷。美國陸軍醫(yī)療研究機(jī)構(gòu)主管賈芬說，腦損傷也稱為創(chuàng)傷性腦損傷或頭部損傷，指的是由外傷引起的腦組織損害。在伊拉克和阿富汗，遭遇路邊炸彈和火箭彈襲擊的許多士兵，盡管有防彈衣和頭盔保護(hù)免于送命，但猛烈的爆炸沖擊波仍然會對士兵產(chǎn)生影響，尤其是對大腦部位。雖然美英聯(lián)軍都裝備了先進(jìn)的防彈衣和防彈頭盔，但因為目前的頭盔往往過硬，在強(qiáng)大沖擊波的作用下，對頭部產(chǎn)生的振蕩是致命的。這也是美英聯(lián)軍面臨大量腦損傷的直接原因?；加心X損傷的美軍士兵輕則反應(yīng)遲鈍，重則失憶和神志不清、喪失社交能力，如不及時治療，將會影響終身。這種現(xiàn)象在駐伊和駐阿美英聯(lián)軍中十分普遍，因而被稱為伊拉克和阿富汗戰(zhàn)爭的“標(biāo)志性傷病”。自2001年以來，美國在伊、阿兩國因路邊炸彈受傷的軍人已有近兩萬人，其中多數(shù)都出現(xiàn)程度不等的腦損傷癥狀。

目前，美軍兵防彈衣和防彈頭盔使用的主要材料是“凱夫拉”纖維。說起“凱夫拉”，幾乎盡人皆知，這種由美國杜邦公司開發(fā)的具有劃時代意義的神奇纖維，已經(jīng)成為人們心目中防彈材料的代名詞，一度被稱為“終極防彈材料”。在美軍現(xiàn)役的士兵防彈裝備上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，挽救了不少美軍士兵的生命。美軍在其國防部網(wǎng)站及各媒體大肆宣傳，聲稱“凱夫拉”防彈衣和防彈頭盔性能的優(yōu)異。但是，“凱夫拉”的化學(xué)性質(zhì)不甚穩(wěn)定，綜合起來可以歸結(jié)為“三怕”：怕見光，在陽光中紫外線照射后會發(fā)生老化，經(jīng)過i500小時照射后強(qiáng)度會降至40％；怕低溫，當(dāng)溫度低于-30℃后強(qiáng)度會嚴(yán)重下降，失去防彈效能；怕酸、堿及有機(jī)試劑。由于這些原因，“凱夫拉”類纖維防彈衣的維護(hù)保養(yǎng)比較煩瑣、使用限制比較多、壽命有限。此外，傳統(tǒng)的防彈衣根本無法保護(hù)軍人的許多關(guān)鍵部位，如手臂、頸部、腿部和肘部，因為這些部位需要經(jīng)常活動和彎曲。士兵們抱怨穿戴了防彈衣之后影響了戰(zhàn)術(shù)動作的發(fā)揮，而且在完成任務(wù)后，身體的關(guān)節(jié)已經(jīng)被堅硬的防彈插板磨破了皮。美英聯(lián)軍面對大量的投訴和輿論壓力，迫切需要一種理想的材料來改變目前防彈裝備的性能。這種材料必須有類似“D30”凝膠的性能，柔軟、輕便、防護(hù)力好。

遇強(qiáng)更強(qiáng)的“果凍”

英國著名工程師、“D30”凝膠的發(fā)明者理查德·帕爾默介紹說，采用尖端納米技術(shù)研制而成的“D30”凝膠，表面看上去非常像是果凍，它可以被隨意擠壓成各種形狀。在靜止或者緩慢移動的狀態(tài)下，這種凝膠的分子之間互相分離，而一旦受到高速劇烈沖擊，分子將互相交錯并鎖在一起，變得格外堅固。外力作用消失后，凝膠能再次自動恢復(fù)柔軟。帕爾默進(jìn)一步解釋說，“D30”事實上是一種用“智能分子”制造而成的聚合體，類似于黏稠的液體，就如同混合著玉米淀粉和水的潮濕沙子。這也就是說，凝膠中的硅材料納米粒子在常態(tài)下就像液體一般流動，當(dāng)遇到子彈或者彈片的沖擊時，它們立即變成如格子般的固體排列結(jié)構(gòu)，使得一件看似柔軟的制服迅速變成一套堅硬無比的盔甲。與傳統(tǒng)鋼制防彈背心和防彈頭盔的笨重且容易跳彈誤傷他人相比，這種凝膠無疑擁有巨大的優(yōu)勢。在防彈衣中，一個非常重要的性能參數(shù)就是“背凸”的高度。子彈射在防彈衣上，會穿透一部分防彈層，這期間子彈急劇變形，最終停留在防彈材料中，但會將剩余的防彈層沖擊出彈坑，這種沖擊也會作用于人體。如果材料性能不佳，不能更多地分散子彈能量，子彈盡管不能穿透防彈材料，但會在防彈材料上留下凹陷，從后面看就形成突起，即“背凸”，過高的背凸會使人體受到強(qiáng)烈的撞擊，導(dǎo)致創(chuàng)傷。而“D30”的背凸在試驗過程中據(jù)說“非常令人滿意”。此外，在防彈頭盔的設(shè)計中重量因素是除防護(hù)性能外最重要的因素。這種凝膠制成的頭盔要比“凱夫拉”材料頭盔輕許多，如果兩者相嵌，可以最大限度地減輕佩戴者疲勞程度，有利于頭盔佩戴者集中精力執(zhí)行任務(wù)。

打造不死戰(zhàn)士

針對戰(zhàn)場腦損傷的問題，此前美軍已經(jīng)著手研制一種“液體防彈衣”，其關(guān)鍵成分稱為“剪切增稠液體”(sTF)，和“D30”有異曲同工之妙。這種防彈衣重量輕、質(zhì)地柔軟，能使士兵運動得更快。據(jù)透露，用STF浸泡后的“凱夫拉”織物可以像其他任何一種織物一樣浸濕和縫制。STF滲入織物中，通常狀態(tài)下是以液態(tài)形式存在，但是，織物一旦受到?jīng)_擊、壓緊，“剪切增稠液體”就變成堅硬的固體，使織物更強(qiáng)韌，難以被穿透。因此，利用sTF制造的新型防彈衣，平時柔軟舒適，一旦遭到刀等利物砍、刺，或高速子彈、彈片沖擊，就在受到?jīng)_擊的瞬間變得堅韌無比，而且能將沖擊力沿織物迅速分散開來，大大降低單位面積的壓強(qiáng)。當(dāng)沖擊力消失之后，“剪切增稠液體”又恢復(fù)液體狀態(tài)，織物也重新變軟。

液體裝甲“目前仍處在實驗室測試階段”。他們可能會把這種材料率先用在士兵的衣袖、短褲和其他防彈背心保護(hù)不到的地方，采用新型材料在保護(hù)士兵的同時，可以保持士兵運動時的靈活性。這種新型材料還可以被制成防爆毯，覆蓋在可疑包裹或未爆炸的軍火上。“液體裝甲”甚至可以用在傘兵靴上，這種靴子在碰撞時可以變硬從而保護(hù)傘兵的腳踝。

科研人員預(yù)言，類似于“D30”凝膠類的材料一旦成熟應(yīng)用于防彈衣和防彈頭盔后，必定推動戰(zhàn)場單兵防護(hù)裝具面貌的太革新。未來的頭盔不但要穿著舒適，還具有“三防”功能，更具有信息時代的鮮明特征。美國目前正在研究的“2l世紀(jì)多功能士兵防護(hù)系統(tǒng)”中的“綜合頭盔分系統(tǒng)”，將頭盔作為通訊系統(tǒng)、武器系統(tǒng)、觀瞄、GPs接收機(jī)、呼吸防護(hù)、雙目激光防護(hù)等設(shè)備的載體，頭盔上裝有一部官兵之間的通話裝置。此外，這個分系統(tǒng)中還有防毒面具、耳外助聽裝置、視頻成像放大器和電源等，具有防彈、防激光、防毒氣、擴(kuò)大視聽能力和實施通訊聯(lián)絡(luò)等多種功能。