英國開發子彈射不穿的紡織物

牟汝佳

防彈背心主要用于特警和武警執行具有生命危險的任務,內層一般鑲嵌了防彈金屬薄片,但今天僅用纖維紡織技術就能達到防彈的目的。英國曼徹斯特大學在該方面的研究名列世界前茅。

該大學的研究人員發現，在強烈的沖擊條件下，一些紡織物可對微米大小的沖撞做出回應。為此，該大學的材料專家決定開發一種合成紡織物，它擁有新型結構，其結構在子彈刺穿的一瞬間可繃緊，抵擋子彈的射入。該項目如今已獲得英國都市署的支持，計劃在2013年推出可防彈的特殊結構紡織物。

據曼徹斯特大學高級工程材料研究專家伊安·金洛克說，這類防彈紡織物是由高性能纖維如凱夫拉纖維、芳族聚酰胺纖維或者是高密度聚乙烯纖維使用獨特的織物組織制作而成。其防彈原理是，當子彈抵達織物的一瞬間，織物結構材料會繃緊，由此不讓子彈進一步射入。專家認為，他們可以設計這種織物模型，證明這種特殊織物在未來擁有廣闊的前景。

曼徹斯特大學材料學院的這個項目由一名紡織材料專家牽頭確立。該項目組將首先開發各類型紡織物組合體，然后在制作樣本試驗前將其數據輸入計算機仔細推算。他們將在大學校園內利用一定射程距離測試。當彈頭高速穿入每一層織物時，研究人員將利用高速攝影機和拉曼光譜學原理，觀察和研究各層織物的變化。金洛克認為，高速攝影機在過去防彈材料研究中就已采用，但拉曼光譜學原理卻是一種全新的應用。

拉曼光譜學原理是利用激光束獲取子彈對材料分子產生的波長和散射光的劇烈程度進行收集和分析。它主要基于原子間的振動頻率。正如我們拉扯線繩時，線繩會產生變化頻率，也像我們給吉他調音一樣產生不同的頻率，從而判定是否恰當。

拉曼光譜學原理就能讓人觀察到連線和繃緊校準而釋放的能量。這種原理可讓人觀察到1μm的分辨率。然而，專家們仍然認為，用拉曼光譜學原理在彈速條件下測量紡織纖維承受力的準確度仍然存在問題。但由于現代技術不斷優化，他們至少能提高測速和織物在一瞬間的標準應力變化。

一般而言，拉曼光譜學原理主要用于靜態測試。例如，它廣泛應用于測試化學分子在化學鍵條件下的擺動狀況。盡管如此，他們也打算首先研究子彈推進織物時，織物各層分散沖力的程度。當然，首先采用工程織物做試驗較為恰當。因為工程織物最能核實其是否有效，然后再利用計算機模擬試驗，爭取達到標準化測試水準。當然，測試速度也要先慢后快。當觀察到織物如何被撕裂成彈孔時，織物結構的變化就能告訴我們一些客觀信息，然后再做高速彈頭射入試驗。研究人員希望用4年時間設計出防彈纖維織物的原型。然后再依據美國司法部和英國國家司法研究院的系統數據進行分析，再與現存的防彈衣進行比較。

（據英國最新《工程師》雜志http://www.theengineer.co.uk/Articles/310561/Bullet-proof+test.htm http://crave.cnet.co.uk/gadgets/0,39029552,49301686,00.htm）