制止子弹并不容易:现代枪械射击速度比声速快的那些微小但致命的金属碎片 非常 擅长穿透东西,使进入皮肤和伤害人类看起来像个笑话。
再加上需要防弹背心的事实,并且有一个真正的,迫切需要弄清楚如何阻止子弹。民用和军用研究人员花费大量时间和金钱试图找到阻止子弹的新方法,他们可能已经发现了一种比已经存在的物质更好的新物质。
事实证明,奇怪的,原始的ha鱼 - 也被同样令人作呕的绰号“粘液鳗鱼”所知 - 产生一种超轻,超强的纤维,可以加入到柔韧的防弹织物中。它是由粘液中的鱼分泌出来的,大多数人可能不希望它们靠近身体,但是研究人员认为它们可以在实验室中复制hagfish粘液的复杂细丝并将它们旋转成可用的纤维。
自16世纪以来,防弹或“弹道”背心和服装已经以某种身份出现,但现代设计多年来相对停滞不前;你可能总是想象他们是大,黑,块。对于柔软背心,主要部件是Kevlar,一种复合纤维,比钢强五倍,可编织成柔性设计。 Kevlar是一种由石油制成的合成物质,具有广泛的用途。合成石油基材料的问题是它们对环境不容易。加拿大圭尔夫大学的生物学家Douglas Fudge认为,hagfish-slime-fiber可能是未来基于蛋白质的材料的模型,它比目前的选择更加环保。
福吉的研究结果详述如下 PNAS 6月下旬的报道,虽然他已经与这些hagfish合作了十多年。对于鱼类来说,粘液兼作防御机制,可以解释它们非凡的力量。 Hagfish能够快速生产和排出粘液,当遇到捕食者时,从皮肤腺体分泌少量乳状“预粘”。反过来,这种东西立即与海水结合,形成几乎一夸脱的纤维填充粘液,这些粘液可能会弄脏或堵塞试图吃掉一些零食的鱼的鳃。
这可能会让人觉得加入这些东西的最佳方法就是不断地将鳕鱼炸掉,但福吉并不认为反复吓唬ha鱼是生产粘液最有效的方法。 Fudge和他的团队在实验室中尝试了一些非常粗糙的尝试来复制hagfish粘液纤维,但是像蜘蛛丝一样,它是另一种超强有机纤维,很难人工复制。
这很困难,但并非不可能。福吉描述了制作实验室培养的蛋白质纤维的复杂过程。
“为了制造纤维,我们将纯化的粘液线蛋白溶解在酸性溶液中,然后让蛋白质凝结成电解质溶液表面的薄膜,”福吉告诉 逆 。 “然后我们从这些电影中拉出纤维。”
然而,人造粘液并不像真正的粘液那么强烈。它比真正的线程压力要小得多,但福吉还没有放弃。
在它们自己上,纤细的细丝不够坚固,不能编织成防弹背心。但是,在防弹背心的下一个前沿中,hagfish线程很有前途:即使它被强力拉动,纤维仍保持柔软和有弹性。福吉说,天然线在断裂前可以拉伸到200%以上。拉伸35%时,线会失去弹性,但与周围的蛋白质重新组合形成一种新的结构,甚至更强。
它比蜘蛛丝稍微弱一些,以700兆帕斯卡的应力(或每平方英寸101,526磅力)捕捉,但对于聚合物纤维来说仍然非常强劲。
这对于更柔软的防弹背心来说可能是个大新闻,它依赖于弹力织物“捕捉”或减慢子弹并在一个区域上移动其动力。从本质上讲,柔软的背心会将子弹的动力辐射到一个区域上,使子弹变平并阻止其穿透。当然,你可能会得到一个巨大的瘀伤,甚至可能会打破一些骨头,但是,嘿,至少你会活着。