Nouveau Matériau: Blindage Léger Supérieur À La Fibre Kevlar

 

La base de ce nouveau blindage est une petite colonne de carbone d'un atome d'épaisseur.Ces matériaux, appelés nanotubes de carbone, vont de la recherche sur les transistors au traitement de la perte de vision en passant par les dispositifs de détection de bombes, qui ont montré des perspectives de développement en tant que matériaux de la prochaine génération.

En ajustant les nanotubes de carbone aux matériaux blindés, les auteurs de la nouvelle étude ont utilisé des nanotubes de carbone à parois multiples et les ont combinés aux nanofibres de kevlar.Cette idée s'appuie sur des recherches antérieures qui ont démontré le potentiel de ces matériaux pour absorber les chocs afin de voir s'ils peuvent être façonnés en une solution d'armure plus pratique.

Ramathasan thevamaran, qui a dirigé l'étude, a déclaré:« les matériaux nanofibreux sont très attrayants pour les applications de protection parce que les fibres à l'échelle nanométrique ont une résistance, une ténacité et une rigidité exceptionnelles par rapport aux fibres à l'échelle macroscopique. Jusqu'à présent, les tapis de nanotubes de carbone ont montré la meilleure absorption d'énergie, et nous aimerions voir si nous pouvons améliorer encore leurs performances.»

Pour ce faire, les scientifiques ont réparé la chimie jusqu'à ce qu'ils trouvent le secret du succès.Ils ont synthétisé des fibres de kevlar et les ont incorporées en petites quantités dans un « tapis » constitué de nanotubes de carbone dans des proportions appropriées, ce qui a permis de créer des liaisons hydrogène entre les fibres.Le résultat de ces liaisons est un grand bond en avant dans la performance.

Thevamaran dit:« la liaison hydrogène est une liaison dynamique, ce qui signifie qu'elle peut se casser en continu et se régénérer, ce qui lui permet de dissiper une grande quantité d'énergie par ce processus dynamique. De plus, la liaison hydrogène fournit plus de dureté pour cette interaction, renforçant ainsi la résistance et la dureté du tapis de nanofibres. Lorsque nous modifions l'interaction interfaciale dans notre tapis en ajoutant des fibres Kevlar,Nous pouvons améliorer la dissipation d'énergie de près de 100% à certaines vitesses d'impact supersoniques.

L'équipe a testé le matériau à l'aide d'un système d'essai d'impact par micro - projectile.Il est rapporté que le système utilise des lasers pour envoyer des microparticules à des échantillons de matériaux à différentes vitesses pour effectuer des essais. 

Thevamaran explique:« notre système a été conçu de telle sorte que nous pouvons en fait choisir une balle au microscope et tirer sur la cible d'une manière très contrôlable, avec une vitesse qui peut varier de 100 mètres par seconde à plus d'un kilomètre par seconde. Cela nous permet d'expérimenter à une échelle temporelle et nous pouvons observer la réaction du matériau - - lorsque l'interaction de liaison hydrogène se produit.""

Les résultats expérimentaux montrent que ce nouveau matériau peut protéger les gens contre les chocs à grande vitesse plus que les tissus et les tôles d'acier Kevlar.Cela fournit une base pour les matériaux d'armure ultra - légers à haute performance, pas seulement dans les gilets pare - balles.Selon les chercheurs, ce matériau pourrait permettre aux engins spatiaux d'absorber l'impact des débris spatiaux à grande vitesse.

 

« nos tapis de nanofibres offrent une protection beaucoup plus grande que les autres systèmes de matériaux et sont beaucoup plus légers », a déclaré thevamaran.