纳米纤维在防弹防爆领域的应用

辑/晓婷

近年来，纳米纤维，如石墨烯和石墨烯纤维、碳纳米管和碳纳米管纤维、氧化铝纤维等在防弹防爆领域的应用受到关注，研究发现，其与上述防弹纤维复合使用可提高其综合性能。

石墨烯

美国莱斯大学和马萨诸塞大学进行了石墨烯抗冲击性能研究，结果表明，石墨烯能迅速分散冲击力，中断通过材料的外展波。其吸收入射能量的能力比钢强10倍，是Kevlar纤维的2倍。将石墨烯与其他轻质高强材料复合，有望获得高性能轻型装甲系统。澳大利亚卧龙岗大学研究人员将石墨烯和碳纳米管加入聚合物中，以湿法纺丝工艺纺制纤维，发现该石墨烯基纤维与现有的Kevlar抗弹纤维相比，具有更高的强韧性，将有望替代现有抗弹纤维体系。

碳纳米管

美国已经制定了开展超高强度碳纳米管纤维在防护领域的应用研究发展战略，计划制造出轻质、超高强度、柔软的碳纳米管纤维和织物，并实现大规模制造。由加拿大多伦多的男装定制品牌Garrison Bespoke与美国第19特种部队（US 19th Special Forces）合作开发的首套时尚防弹西装，采用了与美军在伊拉克战争中所穿防弹衣相同的材料——碳纳米管材料，据称比采用Kevlar的防弹衣还轻50%，可以阻止常用的口径手枪的射击。

氧化铝纳米纤维

美国ANF 技术公司开发了将氧化铝纳米纤维（AONF）分散至树脂体系的专利技术，商品名为Nafen，添加AONF可提高复合材料的层间剪切强度、弯曲韧性和抗冲击强度。这种复合材料当受攻击开始开裂时，由于冲击能在分子水平上就被十字形网格所吸收，因此可阻止裂纹蔓延，正如纳米纤维的3D网格混入该体系一样。