В мире индивидуальной защиты давно существует дилемма: чем надежнее бронежилет, тем он тяжелее и менее удобен. Но исследователи Городского университета Нью-Йорка (CUNY) совершили прорыв — создали материал, который в обычных условиях остается легким и гибким, а при ударе мгновенно затвердевает, превращаясь в сверхпрочный барьер.
Основой инновационного материала стал графен – самый тонкий в мире материал, состоящий из одного слоя атомов углерода. Ученые соединили два слоя графена под определенным углом и создали условия, при которых при внезапной нагрузке, например от шара, внутри материала происходит мгновенная структурная перестройка.
При таком ударе углеродные связи внутри материала переупорядочиваются, формируя кратковременную структуру, похожую на алмазную. Этот процесс называют ударно-индуцированной фазовой трансформацией. Он продолжается наносекундой, но обеспечивает невероятную жесткость в момент опасности. Как только нагрузка исчезает, материал возвращается в гибкое состояние, сохраняя свои свойства для дальнейшего использования.
По сравнению с традиционными бронежилетами из кевлара или углеродных волокон, новый материал имеет уникальное преимущество — чрезвычайную легкость при том же уровне защиты. Потенциально это позволит создавать броню, которая будет по ощущениям напоминать обычную одежду, не ограничивая движений военных, спасателей или полицейских.
Перспективы применения такого материала выходят за рамки оборонной сферы. Благодаря малому весу и гибкости, он может стать прорывом в авиации и космонавтике — для защиты аппаратуры от микрометеоритов или для создания сверхлегких, но сверхпрочных корпусов. В гражданской сфере графеновая броня может найти место в гибкой электронике, смартфонах и носимых устройствах, где важны одновременно прочность и эластичность.
В настоящее время материал проходит этап лабораторных испытаний. Ученые работают над тем, чтобы сделать его производство масштабным и доступным. Если это получится, мир получит технологию, способную изменить не только защитную индустрию, но и дизайн гаджетов, архитектуру и транспорт будущего.
