Mithril w armii? Nowy pancerz na horyzoncie

Mithril może nie być li tylko fikcyjnym tworzywem z powieści Tolkiena. Wydaje się, że jesteśmy coraz bliżej nowego rodzaju zbroi, która sprawi, że średniowieczni, opancerzeni wojowie pojawią się na polach bitew w nowej odsłonie. Nad odpowiednimi materiałami prace trwają w Army Research Laboratory. Czy jesteśmy blisko przełomu?

Nowy materiał na nowe zbroje

Dzięki pieniądzom przekazanym przez wojska lądowe Stanów Zjednoczonych trwają prace nad nowym rodzajem materiału. Może on doprowadzić do powstanie nowego lekkiego pancerza, powłok ochronnych, tracze przeciwodłamkowych i wszelkich innych konstrukcji wymagających ochrony przed uderzeniem.

Badania nad nowym pancerzem prowadzone są w zlokalizowanym na MIT (Massachusetts Institute of Technology) oddziale Institute for Soldier Nanotechnologies. Wraz z naukowcami z wojska nad programem pracują eksperci z Caltech (California Institute of Technology) i ETH Zürich (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich). Jak widać, nad tematem pochyliły się jedne z najtęższych głów (jeśli patrzeć na rankingi uczelni) więc całość zapowiada się obiecująco.

W trakcie badań naukowcy odkryli, że materiały powstałe z odpowiednio ułożonych (w kształt specjalnych kratownic) nanocząsteczek są wytrzymalsze od kevlaru i stali. W trakcie eksperymentów ustalono, że te ultralekkie konstrukcje zwane z angielskiego nanoarchitectured materials były w stanie zaabsorbować uderzenie mikroskopijnych pocisków rozpędzonych do prędkości naddźwiękowej.

Dzięki nowoczesnym kamerom nagrano moment trafienia pocisku w nowy materiał. Źródło: MIT

Nowy pancerz: więcej za mniej

Wojsko od dawna testuje, ile da się włożyć na garb żołnierza, by ten się nie zawalił i efektywnie walczył. Kiedyś były to amunicja, jedzenie i jakiś koc. Dziś to sterta gadżetów, urządzeń, systemów, modułów – okraszona pakietem baterii. Wszystko to siłą rzeczy waży. I waży za dużo. Wszak jedzenie i amunicję dalej trzeba dźwigać. Jeśli dorzucimy żołnierzowi jeszcze pancerz w postaci kamizelki kuloodpornej lub płyt pancernych montowanych w oporządzenie, to oczywiście straci on na mobilności. O efektywności nawet nie ma co wspominać.

Według przeprowadzonych badań taka sama masa nowego materiału w zestawieniu z kevlarem byłaby o wiele bardziej skuteczna. To samo tyczy się takich materiałów jak stal czy aluminium. Jeśli prace nad nowym materiałem zakończą się sukcesem, to może się okazać, że naukowcy przynajmniej w jakimś stopniu odciążą zmęczone kręgosłupy piechurów.

miejsce trafienia
Miejsce trafienia pocisku. Widoczna struktura nowego materiału. Źródło: MIT

Jak powstaje i jak testuje się nowy materiał?

Nie powinno dziwić, że skoro materiał jest rewolucyjny, to i technologia używana do jego powstania taka musi być. By powstała nanoarchitektura nowego materiału, konieczny jest udział lasera. Struktura zwana tetrakaidecahedron powstaje dzięki scalaniu nanoelemntów przy pomocy wiązki laserowej (proces zwany two-photon lithography). Jak widać może się on przydać w większej liczbie zastosowań niż tylko broń laserowa.

Gdy już odpowiednia struktura powstała konieczne stało się znalezienie odpowiedniej metody jej testowania na dynamiczne zmiany deformacyjne. Tutaj znów do akcji wkracza laser, kiedy to bardzo szybki promień kierowany jest na kawałek szkła. W trakcie przechodzenia przez nie powstaje plazma i gwałtowne rozszerzanie się gazów kieruje cząsteczki w stronę celu.

miejsce trafienia po wydobyciu pocisku
Po wydobyciu pocisku okazało się, że struktura pod nim jest nienaruszona. Źródło: MIT

Po takim ostrzale naukowcy precyzyjnie przecięli nową strukturę i okazało się, że w punkcie trafienia uległa ona kompresji i przyjęła energię pocisku, natomiast okolica wokół miejsca zderzenia była nienaruszona.

Według naukowców badania nad nowymi materiałami dopiero się zaczynają, ale uzyskane wyniki są bardzo obiecujące i dają nadzieję na nowe, lekkie materiały ochronne. Jeszcze parę lat i dogonimy Śródziemie…

Jeśli zamiast nowych technologii wolicie tradycyjne artykuły obronne to koniecznie sprawdźcie ofertę sklepu combat.pl.

Źródła:
  • https://www.army.mil/article/248545/new_material_could_mean_lightweight_armor_protective_coatings
  • https://news.mit.edu/2021/carbon-nanomaterial-light-strong-0624
  • https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0030399221002681