液体防弹衣

液体防弹衣的主要成分是一种特制“剪切增稠液体”（STF），该

物质含有大量悬浮在无毒聚乙烯醇流体中的硬质纳米级硅胶微粒。据负责该型研发项目的埃利项目的埃利克·魏特兹尔博士介绍，正常情况下STF就像其他液体一样，很柔软，可以变形。一旦弹片或弹头触到它，这种液体就能瞬间转变成一种硬质材料，阻止弹体穿过。

液体防弹材料(TBS)是一种无毒无污染，不易燃易爆的新型纳米智能材料，全球只有美国和英国研制完成该项技术并开始投入应用。正常情况下，该材料像其他液体一样，具有柔软性可变形等特点，一旦遇到弹片或弹头等外力冲击时，瞬间转变成为一种硬质材料，阻止其穿过，从而实现防弹、防刺、减震等功能。

该材料可广泛用于国防军工，满足尖端武器的研制需要，还可在更广泛的领域投入应用，包括防护装备、塑形缓冲、减震器、高速列车、生产机床、土木工程、体育器材等。

第一种液体是剪切增稠液体（STF），当它遇到机械应力或者剪切时，就会变得如同固体一般坚硬。换句话说，在没有外力作用前，它像液体一样流动，但被其他物体强烈地撞击或者摇动后，它会在几毫秒内变硬。

用STF制作防弹衣时，研究人员首先用酒精稀释液体，然后将凯夫拉纤维泡在稀释后的液体中，再放进烤箱中蒸发掉酒精。这样STF就渗入凯夫拉纤维中，而纤维也适时地固定住这种充满粒子的液体。当一个物体敲击凯夫拉纤维时，液体会立刻变硬，让凯夫拉纤维更牢固。变硬只是几毫秒内的事，很快，这件防弹衣又变得柔韧了。

第二种可以加固凯夫拉防弹衣的材料是磁流变液体（MRF）——一种充满铁粒子的油状物。通常，液体中的表面活性剂环绕着粒子，并保持它们悬浮在液体中。一般来说，铁粒子占总液体容量的20%-40%。

铁粒子非常小，只有3-10微米。不过，它们对液体的黏滞度有很大的影响。在磁场环境下，粒子排成一列，液体迅速变得浓稠。名词“磁流变液”就是来自于这种效果。磁力可以同时改变磁流变液体的形状和黏度。

当没有电流流过电线时，防弹衣会很柔韧，但是打开开关后，电流开始在电线中流动，制造出一个磁场，这个磁场会立刻使防弹衣变得更硬、更坚固。将开关拨到相反的位置后，电流停止流动，防弹衣变回柔韧。

研究者还进行了对比性防弹试验，他们用一把9毫米口径的手枪首先射击一块由31层凯夫拉纤维组成的材料，再用同一把手枪射击一块由10层卡夫拉尔纤维和上述液体构成的材料。结果显示，当子弹撞击到“液体防弹衣”时它的冲击力马上被分散，破坏力大大降低。很多士兵之所以殒命战场或身受重伤就是因为他们穿的防弹衣没有这种功能，当子弹的冲击力集中在一个点或者一个很小的区域时，其穿透力是很强的。

1、该技术利用STF剪切增稠液体(当受到外压时，分子会紧紧结合在一起，和凯芙拉纤维等增强材料。如今的军用防弹衣非常厚重，限制了士兵的灵敏性，给阿富汗等战争地区带来很大不便。

2、这种新型液体防弹衣需要的材料更少，这意味着防弹衣会更薄、更轻，因此可用它包裹更大范围的身体，而且士兵的灵活性不会受到太大干扰。

3、该技术与传统的凯芙拉纤维防弹衣结合，能增强士兵作战的灵活性，使防弹衣的厚度减少多达45%。测试时，科学家以每秒300多米的速度向两种材料发射滚珠——一种是31层厚、未经处理的凯芙拉纤维，另一种是10层凯芙拉纤维与抗剪稠密液体的结合物。佩尼说与这种液体结合的凯芙拉纤维的反应更快，且撞击点的深度更浅一些。传统防弹衣是用很多层常规的凯芙拉纤维制成，非常厚重，对士兵的行动产生干扰，使他们更易疲劳。

4、液体防护衣里的液体与凯芙拉纤维结合后，它会对滚珠的运动产生干扰，分散物体表面受到的冲击力。专家希望这项研究成果也可以应用到其他的防护用品上。