英国开发子弹射不穿的纺织物

牟汝佳

防弹背心主要用于特警和武警执行具有生命危险的任务,内层一般镶嵌了防弹金属薄片,但今天仅用纤维纺织技术就能达到防弹的目的。英国曼彻斯特大学在该方面的研究名列世界前茅。

该大学的研究人员发现，在强烈的冲击条件下，一些纺织物可对微米大小的冲撞做出回应。为此，该大学的材料专家决定开发一种合成纺织物，它拥有新型结构，其结构在子弹刺穿的一瞬间可绷紧，抵挡子弹的射入。该项目如今已获得英国都市署的支持，计划在2013年推出可防弹的特殊结构纺织物。

据曼彻斯特大学高级工程材料研究专家伊安·金洛克说，这类防弹纺织物是由高性能纤维如凯夫拉纤维、芳族聚酰胺纤维或者是高密度聚乙烯纤维使用独特的织物组织制作而成。其防弹原理是，当子弹抵达织物的一瞬间，织物结构材料会绷紧，由此不让子弹进一步射入。专家认为，他们可以设计这种织物模型，证明这种特殊织物在未来拥有广阔的前景。

曼彻斯特大学材料学院的这个项目由一名纺织材料专家牵头确立。该项目组将首先开发各类型纺织物组合体，然后在制作样本试验前将其数据输入计算机仔细推算。他们将在大学校园内利用一定射程距离测试。当弹头高速穿入每一层织物时，研究人员将利用高速摄影机和拉曼光谱学原理，观察和研究各层织物的变化。金洛克认为，高速摄影机在过去防弹材料研究中就已采用，但拉曼光谱学原理却是一种全新的应用。

拉曼光谱学原理是利用激光束获取子弹对材料分子产生的波长和散射光的剧烈程度进行收集和分析。它主要基于原子间的振动频率。正如我们拉扯线绳时，线绳会产生变化频率，也像我们给吉他调音一样产生不同的频率，从而判定是否恰当。

拉曼光谱学原理就能让人观察到连线和绷紧校准而释放的能量。这种原理可让人观察到1μm的分辨率。然而，专家们仍然认为，用拉曼光谱学原理在弹速条件下测量纺织纤维承受力的准确度仍然存在问题。但由于现代技术不断优化，他们至少能提高测速和织物在一瞬间的标准应力变化。

一般而言，拉曼光谱学原理主要用于静态测试。例如，它广泛应用于测试化学分子在化学键条件下的摆动状况。尽管如此，他们也打算首先研究子弹推进织物时，织物各层分散冲力的程度。当然，首先采用工程织物做试验较为恰当。因为工程织物最能核实其是否有效，然后再利用计算机模拟试验，争取达到标准化测试水准。当然，测试速度也要先慢后快。当观察到织物如何被撕裂成弹孔时，织物结构的变化就能告诉我们一些客观信息，然后再做高速弹头射入试验。研究人员希望用4年时间设计出防弹纤维织物的原型。然后再依据美国司法部和英国国家司法研究院的系统数据进行分析，再与现存的防弹衣进行比较。

（据英国最新《工程师》杂志http://www.theengineer.co.uk/Articles/310561/Bullet-proof+test.htm http://crave.cnet.co.uk/gadgets/0,39029552,49301686,00.htm）