Polacy opracowali nową formułę płynu, który ma tak niezwykłe właściwości, że może być użyty w produkcji nowego typu kamizelek kuloodpornych. 

Płyny są świetnymi pochłaniaczami energii kul. Wystrzelona pod wodą kula z karabinu AK-47 przemieszcza się zaledwie na kilka metrów do przodu, podczas gdy wystrzelona w powietrzu może osiągnąć dystans ponad 300 metrów. Naukowcy odkryli płyny, które potrafią jeszcze lepiej powstrzymać lot kuli niż woda. W Wojskowym Instytucie Technicznym Uzbrojenia w Warszawie użyto do tego celu płyn nienewtonowski zagęszczany ścinaniem, który może w przyszłości zastąpić kamizelki z Kevlaru.

Kevlar to polimer z grupy poliamidów, a dokładniej aramidów, z którego przędzie się włókna sztuczne o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie. Swoją wytrzymałość zawdzięcza głównie sposobowi przędzenia włókien. Włókna te wyciąga się z roztworu Kevlaru w kwasie siarkowym, w którym powstaje faza ciekłokrystaliczna. Dzięki temu wyciągane włókno wykazuje wysoki stopień organizacji cząsteczek, nieosiągalny w przypadku przędzenia włókien ze zwykłego poliamidu. Po usunięciu kwasu siarkowego uporządkowanie ciekłokrystaliczne jest „zamrażane” w stanie stałym dzięki występowaniu licznych wiązań wodorowych, które powstają w trakcie krzepnięcia włókien spontanicznie pomiędzy polarnymi grupami amidowymi.

Obecnie Kevlar stosowany jest powszechnie do produkcji włókien stosowanych m.in. w kamizelkach kuloodpornych, kaskach i hełmach ochronnych, trampolinach, wewnętrznych powłokach nart, rakiet tenisowych i kajaków, a nawet częściach pancerza lotniskowców. Kevlar jest wykorzystywany również w celu zwiększenia wytrzymałości na złamanie i rozciąganie w kablach światłowodowych.

Płyn nienewtonowski to płyn, który nie spełnia hydrodynamicznego prawa Newtona. W przypadku kiedy naprężenie styczne wzrasta mniej niż proporcjonalnie do wzrostu szybkości ścinania, jest to płyn nienewtonowski rozrzedzany ścinaniem. Kiedy natomiast naprężenie styczne wzrasta bardziej niż proporcjonalnie do wzrostu szybkości ścinania, jest to płyn nienewtonowski zagęszczany ścinaniem. Płyn nienewtonowski zagęszczany ścinaniem w przeciwieństwie do innych płynów twardnieje pod wpływem silnego uderzenia. W takich płynach siła pocisku jest pochłaniana przez ciecz, a następnie odprowadzana na zewnątrz za pośrednictwem płynu.

Polski produkt nie był pierwszym przypadkiem w historii, kiedy wykorzystano tego typu płyn do opracowania kamizelki kuloodpornej. W 2010 roku brytyjski koncern przemysłu zbrojeniowego i lotniczego BAE ogłosił stworzenie kamizelek kuloodpornych wykonanych z Kevlaru i płynu zagęszczanego ścinaniem. Również w 2010 roku laboratoria amerykańskiej armii współpracujące z naukowcami z University of Delaware opracowały „płynne” kamizelki kuloodporne działające na tych samych zasadach i były one zwieńczeniem badań, które rozpoczęto na początku tego stulecia. W 2014 roku także Iran chwalił się stworzeniem kamizelki zbudowanej z płynów zagęszczanych ścinaniem. W każdym przypadku kamizelka pochłaniała uderzenia lepiej niż Kevlar, przy jednoczesnym zmniejszeniu ugięcia materiału w kierunku ciała użytkownika.

Rodzi się jednak pytanie: skoro tyle krajów rozwinęło technologię produkcji „płynnych” kamizelek, to dlaczego nie widzimy ich w powszechnym użyciu? Jest jeden istotny powód. W testach koncernu BAE okazało się, że płyn pracuje lepiej, gdy jest wzmocniony Kevlarem. Problem polega na tym, że nawet cienkie warstwy płynu i Kevlaru są o wiele cięższe niż kilka warstw samego Kevlaru. Jeśli polska formuła, która oczywiście jest tajemnicą, okaże się tak dobra, że nie będzie wymagała dodawania Kevlaru, to może być przełomem w masowej produkcji nowego typu kamizelek i szerszego wykorzystania polskiego pomysłu. 

Opracowano na podstawie:
Poland developing liquid body armor

Kevlar – materiał kompozytowy do kamizelek kuloodpornych. Fot. Wikipedia