الغرافين يتفوق على المواد المستخدمة حالياً في تصنيع السترات الواقية من الرصاص !

أظهر فريق من الباحثين في جامعة رايس في الولايات المتحدة الأمريكية أن للغرافين القدرة على تحمل أثر اصطدام رصاصة أكثر من الفولاذ أو الكيفلر* .وصف الفريق في بحثهم الذي تم نشره في مجلة العلوم كيف أقاموا ميدان اطلاق نار (رماية ) مصغرا في مخبرهم وكيف استخدموه في اختبار قوة ألواح ( صفائح ) الغرافين .

الغرافين هو عبارة عن ألواح مستوية من ذرات الكربون يعادل سمكها ذرة كربون واحدة ، وتعتبر ألواح الغرافين أحد أمتن المواد المعروفة ، ولكن حتى الآن لم يجرب أحد اختبار استخدام هذه المادة كدروع – للحماية من الاصابة برصاصة منطلقة ، في هذا البحث قام الباحثون بذلك ولكن على نطاق أصغر بكثير .وذلك لأن الباحثين لم يجدوا طريقة لتجبع كميات من ألواح الغرافين بأحجام أكبر ، وبالتالي في هذه التجربة حصر الباحثون مجهودهم على النطاق الصغير جداً ، حيث أقاموا ميداناً لاطلاق النار تم فيه استخدام الليزر لتبخير خيوط الذهب التي ستعمل كالبارود.حيث يدفع انفجارها كرة زجاجية ميكرونية الحجم إلى أهداف الغرافين – من 10 الى 100 لوحاً موضوعة معا لتشكل حصيرة .تم استخدام المجهر الالكتروني لقياس مدى امتصاص ألواح الغرافين لأثر الاصطدام .

وجد الباحثون أن هذه الألواح كانت قادرة على تبديد طاقة الرصاصة وذلك عن طريق الامتطاط نحو الخلف – كما عند قفز أحدهم على الترامبولين .عند تحليل النتائج ، وجد الباحثون أن الغرافين كان قادرا على القيام بأداء أفضل من الكيفلر ، كما أن أدائه يصل الى عشر أضعاف أداء الفولاذ .بعبارة أخرى كان الغرافين قادرا على امتصاص 0.92ميغاجول لكل كيلوغرام تقريبا من طاقة القذيفة بينما يمكن للفولاذ عادة امتصاص 0.08ميغا جول لكل كيلوغرام حيث تم اختبار كليهما عند السرعة نفسها .

أرجع الفريق قدرة الغرافين على امتصاص الطاقة على أنها نتيجة الدرجة العالية من الصلابة بالاضافة لانخفاض الكثافة التي تتمتع بها ألواح الغرافين ، هذا يعني أن الطاقة يمكن أن تتحرك خلالها بسرعة كبيرة مما يسمح بتبديد الطاقة من شيء منطلق بسرعة رصاصة .تُظهر جهود الباحثين أن الغرافين قد يعني سترا أفضل في الوقاية من الرصاص وذلك اذا وجدت طريقة لانتاجها بمكيات كافية وبتكلفة منخفضة بما فيه الكفاية.

* الكيفلر ألياف صناعية غير عضوية الكيفلار له مزيج فريد من القوة ( المتانة ) العالية و القساوة و الاستقرارية الحرارية وقد تم تطويره لتلبية متطلبات الصناعة و تطبيقات التكنولوجيا المتقدمة .تم اكتشاف وتطوير الكيفلر عام 1965 .

المصدر: هنا

حقوق الصورة: Jae-Hwang Lee