Учёные предполагали, что листы из графена должны быть достаточно жёсткими, из-за их плотной одноатомной структуры. При этом, до сегодняшнего дня никто не проверял этот материал в качестве брони для защиты от удара пули.
В своей работе, опубликованной в журнале Science, команда Университета Райса, США, описывает создание миниатюрного полигона в своей лаборатории и использование его для проверки графена на прочность.
Поскольку учёные до сих пор не нашли путей массового производства листов графена больших размеров, при проведении этого эксперимента исследователи сосредоточили свои усилия на очень малых масштабах. Для стрельбы в качестве пороха использовались золотые нити, испаряемые лазером. Взрыв толкал микронные стеклянные пули в графеновые цели, состоящие из пакетов листов графена, соединённых вместе и образующих бронелист толщиной 10-100 нанометров. Скорость микропуль достигала 600 м/сек (примерно треть от скорости реальной пули). Для измерения воздействия на графеновые листы использовались методы электронной микроскопии.
Исследователи обнаружили, что листы графена в состоянии гасить энергию пуль, растягиваясь подобно сетке батута. При меньшем количестве листов в них появляются крошечные радиальные трещины — гасящие при этом ещё больше энергии.
При анализе результатов исследователи обнаружили, что графен оказался вдвое прочнее кевлара, и в десять раз прочнее стали. Выражаясь языком цифр, графен способен поглощать энергию около 0.92 МДж/кг, в то время как сталь при сопоставимых условиях обычно поглощает около 0.08 МДж/кг.
Способность графена рассеивать энергию исследователи объясняют высокой степенью жёсткости в сочетании с низкой плотностью — а это означает, что энергия может перемещаться по графену очень быстро, при этом эффективно поглощаясь и рассеиваясь в пространство.
600 м/с это треть от скорости полета пули, то есть обычная скорость полета пули 1800 м\с? У СВД 830 м\с! Переводчики вы устали уже лажу нести. «at speeds up to 6,700 mph (approximately a third of the speed of a real bullet fired from an M16 machine gun)». На скорости до 6700 миль в час (примерно треть от скорости реальной пули, выпущенной из пулемета М16) — это Гугл перевел. Я блин в 4 классе переводы ближе к тексту делал.
З.Ы. Винтовка м-16, скорость пули 940 м\с, а из записи следует что 3000 мс должно быть, со всяких говносайтов чернуху переводить кончайте. Я бы на такую мелочь не обратил внимания, но в третий раз за день… Вас стало не интересно читать.
ABSTRACT
Multilayer graphene is an exceptional anisotropic material due to its layered structure composed of two-dimensional carbon lattices. Although the intrinsic mechanical properties of graphene have been investigated at quasi-static conditions, its behavior under extreme dynamic conditions has not yet been studied. We report the high–strain-rate behavior of multilayer graphene over a range of thicknesses from 10 to 100 nanometers by using miniaturized ballistic tests. Tensile stretching of the membrane into a cone shape is followed by initiation of radial cracks that approximately follow crystallographic directions and extend outward well beyond the impact area. The specific penetration energy for multilayer graphene is ~10 times more than literature values for macroscopic steel sheets at 600 meters per second.
More information: Dynamic mechanical behavior of multilayer graphene via supersonic projectile penetration, Science 28 November 2014: Vol. 346 no. 6213 pp. 1092-1096. DOI: 10.1126/science.1258544