İletken Bir Kompozit Darbeye Uğradığında Hasar Görür ve Katılaşır

Bilim adamları, iletken karbon nanotüplerini ve darbeye karşı duyarlı polimerleri kullanarak, gelişmiş balistik ve saplanma direnci olan akıllı Kevlar kompozitini ürettiler. Çelik yelekler; delindiğini belirleyebilen ayrıca darbenin yerini ve şiddetini algılayabilen bu maddeden üretildi.

Esnek, hafif ve sürekli olan Kevlar onlarca yıldır kişisel zırhların anahtar bileşeni olmuştur. Mükemmel bir kesme ve saplama dayanımına sahiptir. Bu özellik de onu polislerin kullandığı koruyucu yeleklerde de başlıca bileşen yapmıştır ayrıca küçük silah ateşine karşı da sınırlı bir koruma sağlamaktadır.

Kevlar’ın esnekliğiyle ilgili tek problem; mermiyi durdurduğu zaman, enerji hala direkt olarak mermi hızında delindiği hayal edilirse, travmaya neden olan bu darbe noktasındaki kullanıcıya aktarılmaktadır. Kevlar’ın yüksek hızdaki tüfek mermilerine dayanamayacağı askeri uygulamalarda ise darbenin etkisini geniş bir alana yaymak için ağır çelikle ya da seramik tabaklarla beraber kullanılır.

Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesinden Wanquan Jiang ve çalışma arkadaşları öncelikle gerilme uygulandığında daha sert olan, kayma kalınlaşmasına sahip polimerler geliştirdiler. Kevlar kompozit bu özellikteki madde ile esnek olabilir ancak aynı zamanda da darbe durumunda sertleşebilir.

Elektron mikroskobunda incelendiğinde a,b Kevlar’ın düzenli yapısını gösterir, diğerlerinde ise farklı şekilde sertleşmiş halleri görülür (c: %4.8 polimer, f: %84 polimer içerir).

‘Gelişmiş mekanik performansa sahip yeni esnek çelik yelek maddesi oluşturmak için Kevlar kumaşına kayma sertleştiricisine sahip bir polimer tanımladık. Maddeye mükemmel bir kuvvet hissi yeteneği sağlayan kompozitin içine karbon nanotüpleri ekledik’ diyerek Wanquan Jiang açıklama yapmıştır. Karbon nanotüpleri kompozit içerisinde iletken bir ağ oluşturur, kumaşta darbe etkisini belirlemeyi sağlar, bu da dokunmatik ekranın çalışma prensibine benzerlik gösterir. Sonuçta ise akıllı kumaş delinmiş olsa bile darbenin yerini ve kuvvetini belirleme özelliği ile, tek başına Kevlar kullanımından %90 daha fazla balistik koruma ve %50 daha fazla saplanma direnci sağlar. Bu maddeden yapılan koruyucu yelek, otomatik olarak yedekleme ya da tıbbi yardım çağırarak ekstra bir koruma katmanı ekleyebilir.

Michigan Teknoloji Üniversitesinden Jaroslaw Drelich bu tip maddenin spor gibi sivil aktivitelerde kullanılmasının yanısıra askeri ve kanun hükmü personeline de faydalı olabileceğini düşünüyor. ‘İletken karbon nanotüpleri gerçekten zekice bir çözüm ve bu dünya’daki bir çok Ar-Ge merkezinin dikkatini çekebilir’ diyerek de düşüncelerini belirtmiştir.

Kaynak : chemistryworld.com