納米纖維在防彈防爆領(lǐng)域的應(yīng)用

輯/曉婷

近年來，納米纖維，如石墨烯和石墨烯纖維、碳納米管和碳納米管纖維、氧化鋁纖維等在防彈防爆領(lǐng)域的應(yīng)用受到關(guān)注，研究發(fā)現(xiàn)，其與上述防彈纖維復(fù)合使用可提高其綜合性能。

石墨烯

美國萊斯大學(xué)和馬薩諸塞大學(xué)進(jìn)行了石墨烯抗沖擊性能研究，結(jié)果表明，石墨烯能迅速分散沖擊力，中斷通過材料的外展波。其吸收入射能量的能力比鋼強(qiáng)10倍，是Kevlar纖維的2倍。將石墨烯與其他輕質(zhì)高強(qiáng)材料復(fù)合，有望獲得高性能輕型裝甲系統(tǒng)。澳大利亞臥龍崗大學(xué)研究人員將石墨烯和碳納米管加入聚合物中，以濕法紡絲工藝紡制纖維，發(fā)現(xiàn)該石墨烯基纖維與現(xiàn)有的Kevlar抗彈纖維相比，具有更高的強(qiáng)韌性，將有望替代現(xiàn)有抗彈纖維體系。

碳納米管

美國已經(jīng)制定了開展超高強(qiáng)度碳納米管纖維在防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用研究發(fā)展戰(zhàn)略，計(jì)劃制造出輕質(zhì)、超高強(qiáng)度、柔軟的碳納米管纖維和織物，并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制造。由加拿大多倫多的男裝定制品牌Garrison Bespoke與美國第19特種部隊(duì)（US 19th Special Forces）合作開發(fā)的首套時(shí)尚防彈西裝，采用了與美軍在伊拉克戰(zhàn)爭中所穿防彈衣相同的材料——碳納米管材料，據(jù)稱比采用Kevlar的防彈衣還輕50%，可以阻止常用的口徑手槍的射擊。

氧化鋁納米纖維

美國ANF 技術(shù)公司開發(fā)了將氧化鋁納米纖維（AONF）分散至樹脂體系的專利技術(shù)，商品名為Nafen，添加AONF可提高復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度、彎曲韌性和抗沖擊強(qiáng)度。這種復(fù)合材料當(dāng)受攻擊開始開裂時(shí)，由于沖擊能在分子水平上就被十字形網(wǎng)格所吸收，因此可阻止裂紋蔓延，正如納米纖維的3D網(wǎng)格混入該體系一樣。