ساخت جلیقه ضد گلوله بسیار مستحکم با اضافه کردن سیلکیون به بافت بورون کارباید

محققان دانشگاه A&M تگزاس توانسته اند راهی برای تقویت جلیقه ضد گلوله بورون کارباید (کاربید بور) در مقابل گلوله ها و دیگر پرتابه های با سرعت بسیار بالا پیدا کنند. با اضافه کردن سیلیکون به این ترکیب، توانایی بورون کارباید برای مقاومت در برابر برخورد پرتابه های پرسرعت به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد. بورون کارباید عمدتاً در جلیقه های ضدگلوله به کار گرفته می شود زیرا درجه سختی بسیار بالایی داشته که این موضوع نابود کردن آن را دشوار ساخته و همزمان نسبتاً سبک نیز هست.

برای سربازان، نیروهای پلیس، مامورین امنیتی و دیگر نظامیانی که برای زنده ماندن جلیقه ضد گلوله به تن می کنند، این جلیقه جدید بسیار راحت تر و ایمن تر است. بورون کارباید در مقابل گلوله های تپانچه های دستی، ساچمه های شات گان ها و گلوله های سلاح های انفرادی با سرعت کمتر مقاوم است. تنها یک مشکل در مورد بورون کارباید وجود دارد و آن این است که وقتی این ترکیب با سرعت ۹۰۰ در ثانیه با بیشتر مورد هدف قرار می گیرد، یک تغییر فازی در آن رخ داده که به شدت آن را تضعیف می کند. محققان می دانند که برخوردهای با سرعت بالا باعث پدیده ای در بورون کارباید می شوند که در آن ساختار داخلی این ترکیب دچار تغییر می شود، ساختاری که به طور همزمان در دو حالت فیزیکی، برای مثال مایع و جامد، است.

از این رو، برخورد گلوله باعث تغییر حالت بورون کارباید از حالت کریستالی می شود، جایی که اتم ها به طور سیستماتیک یک شکل شبیه شیشه به خود گرفته و به شکل تصادفی کنار یکدیگر قرار می گیرند. این حالت شبه شیشه ای باعث تضعیف یکپارچگی در محل تلاقی بین گلوله و سطح بورون کارباید می شود. به گفته محققی که سابقه طولانی کار با بورون کارباید را دارد، این حالت شیشه ای باعث ایجاد مسیری برای انتشار شکاف ها می شود. از این رو هر گونه صدمه محلی به سطح بورون کاربایدی در اثر برخورد گلوله به راحتی در تمام سطح منتشر شده و پیشرفت صدمات را در پی دارد.

بسیاری از سلاح های انفرادی و گلوله های نظامی در فاصله نزدیک سرعتی بیش از ۹۰۰ متر بر ثانیه دارند. برای مثال، گلوله ۵.۵۶ میلیمتری M855 که توسط ارتش ایالات متحده استفاده می شود هنگام خروج از دهانه گلوله سرعتی برابر با حدود ۹۵۰ متر بر ثانیه دارند. در حالی که این سرعت در مسافت های طولانی تر به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد، در فواصل کوتاه تر گلوله هایی مانند M855 باعث فعال شدن تغییر شکل فازی در جلیقه ضد گلوله بورون کاربایدی شده و کسی که از این نوع جلیقه استفاده می کند را در معرض خطر بیشتری قرار می دهد. اضافه کردن سیلیکون به زره بورون کارباید باعث کاهش تغییر شکل فازی به میزان ۳۰ درصد می شود.

در دهه ۲۰۰۰ و اوایل ۲۰۱۰ ارتش ایالات متحده از بورون کارباید در ترکیب جلیقه ضد گلوله موسوم به Interceptor Body Armor استفاده می کرد. این جلیقه توانایی متوقف کردن گلوله تفنگ های انفرادی را نداشت اما اضافه کردن سیلکیون می توان تا حدود زیادی این ضعف را پوشش دهد. تحقیقات در مورد جلیقه های ضد گلوله سبک وزن که عمدتاً توسط ارتش ایالات متحده انجام می شود به توسعه مواد غیرمعمولی منجر شده است. تار اسپایدر (Spider silk) که تارهایی ساخته شده از پروتئین هستند، یک ترکیب سبک و قوی بوده و کاندیدای خوبی جلیقه های ضد گلوله است.

در سال ۲۰۱۸، آزمایشگاه کریگ بیوکرافت، پنل هایی ضد گلوله از «تار اژدها» (Dragon Silk) برای آزمایش در اختیار ارتش ایالات متحده قرار داد. ابریشم اژدها یک ابریشم دستکاری ژنتیکی شده است که توسط کرم های ابریشم و برای داشتن ویژگی هایی شبیه تارهای عنکبوت تولید می شود.

بیشتر بخوانید: پس از گلوله خوردن چه اتفاقی در بدن شما می افتد و چگونه می توانید نجات پیدا کنید؟