El chaleco antibalas tradicional se compone principalmente de una chaqueta y un panel antibalas, y la chaqueta está hecha principalmente de telas de fibra química. Este producto de fibra química es muy ligero y cumple principalmente la función de cubrir y proteger la capa antibalas. La capa antibalas está hecha de materiales duros y blandos como metal, plástico reforzado con fibra de vidrio, cerámica, nailon, Kevlar (aramida), etc. Debido al gran peso del metal, plástico reforzado con fibra de vidrio, cerámica y peso pesado, la la comodidad del chaleco antibalas se ve seriamente afectada. afectar las actividades de los individuos. Por lo tanto, investigadores relevantes han realizado investigaciones sobre el material de la capa antibalas y han logrado grandes avances.

El principal material utilizado en los chalecos antibalas es la fibra de polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE), que actualmente es la fibra con mayor resistencia específica y módulo específico del mundo, con un peso molecular de 1 millón a 5 millones.
La fibra UHMWPE es una de las tres principales fibras de alto rendimiento en el mundo de hoy, y mi país es un país grande en fibra química. Ahora se han formado varias bases de producción industrial de fibra UHMWPE en China, y el desarrollo también es una manifestación de la fuerza integral de un país. Las fibras UHMWPE se utilizan en los principales campos militares.
Propiedades del UHMWPE
1. Alta resistencia específica y alto módulo específico. La resistencia específica es más de diez veces mayor que la del alambre de acero de la misma sección, y el módulo específico solo es superado por la súper fibra de carbono.
2. Baja densidad de fibra, la densidad es de 0.97-0.98 g/cm.
3. Bajo alargamiento a la rotura, gran trabajo a la rotura y gran capacidad para absorber energía, por lo que tiene una excelente resistencia al impacto y al corte.
4. Alto coeficiente de fricción.
5. Resistencia a la corrosión química, resistencia al desgaste y larga vida flexible.
6. Radiación anti-ultravioleta, anti-neutrones y rayos gamma, alta absorción de energía específica, baja constante dieléctrica y alta transmisión de ondas electromagnéticas.
En los últimos años, la fibra de PE se ha convertido gradualmente en el principal material de los equipos de protección. Es una fibra orgánica de alto rendimiento desarrollada con éxito a principios de la década de 1980, y también es una de las tres principales fibras de alta tecnología (fibra de carbono, fibra aromática, fibra de PE) en el mundo actual. La fibra de PE tiene una alta resistencia a la tracción y rigidez específicas axiales, la resistencia específica es la más alta entre todos los materiales de fibra, y el módulo específico solo es superado por la fibra de carbono de alto módulo (pero la fibra de carbono es frágil y no es adecuada para la protección contra balas del cuerpo humano) . Material del cuerpo principal), el rendimiento de absorción de energía específica es el más alto entre todas las fibras, la resistencia a bajas temperaturas, la resistencia a los rayos UV son excelentes y la resistencia al agua también es excelente. Todos sabemos que las bolsas de plástico blancas no se degradarán durante 100 años en el ambiente atmosférico, y este plástico es en realidad fibra de PE como materia prima. Es malo que el PE en vida no se degrade y contamine el medio ambiente, pero esta característica no es deseable en los productos antibalas, lo que indica que tiene buena resistencia y larga vida.
Además, desde la perspectiva de la resistencia balística, la resistencia balística de la fibra de PE es aproximadamente un 30 % más alta que la de la aramida en términos de resistencia a balas de baja velocidad; En términos de resistencia a balas de alta velocidad, el rendimiento de la fibra PE es de 1.5 a 2 veces mayor que el de la aramida. Se puede decir que las deficiencias de las fibras de aramida se han convertido en las ventajas de las fibras de PE, y las ventajas de las fibras de aramida han mejorado en las fibras de PE, por lo que es una tendencia inevitable que las fibras de PE reemplacen a las fibras de aramida en el campo de la protección.
Por supuesto, la fibra de PE también tiene deficiencias y su grado de resistencia a la temperatura es mucho menor que el de la fibra de aramida. La temperatura de uso de los productos de protección de fibra de PE está dentro de los 70 °C (lo que puede cumplir con los requisitos del cuerpo humano y el equipo, es decir, el requisito de resistencia a la temperatura de 55 °C). Si la temperatura supera esta temperatura, el rendimiento disminuirá rápidamente. Cuando la temperatura supere los 150°C, la fibra de PE se derretirá, mientras que la fibra de aramida se derretirá. La fibra todavía puede mantener un buen rendimiento de protección a 200 °C y no gotea ni se descompone a 500 °C; cuando de repente se encuentra con una temperatura alta por encima de los 900 °C, se carbonizará directamente para formar una capa de aislamiento térmico. Estos no están disponibles en los productos de protección de fibra de PE y se convierten en las ventajas únicas de los productos de aramida.
Las fibras de PE también se utilizan para la protección de armaduras de equipos. Inicialmente se utilizó en equipos de aviación. A fines de la década de 1990, este material se utilizó básicamente para la armadura de protección de aviones militares desarrollados por varios países. En la actualidad, todos los países del mundo han adoptado una gran cantidad de armaduras protectoras de fibra de PE en barcos, vehículos, vehículos blindados y otros equipos. La aplicación de armaduras de fibra PE en los equipos resuelve la contradicción entre peso y protección. Bajo la condición de peso limitado, protege mejor la seguridad del personal y mejora la tasa de supervivencia del equipo en el campo de batalla y la tasa de supervivencia del personal. En comparación con la armadura de metal, la armadura de fibra de PE es más liviana. Bajo el mismo nivel de protección, el peso promedio puede reducirse a más de la mitad; Además, no habrá lesiones secundarias de rebote, y como la armadura de revestimiento de la armadura de acero, puede ser muy eficaz para evitar que la capa interna de la armadura de acero causada por el proyectil de metralla se derrumbe y cause bajas.

Durante 2010, algunos científicos desarrollaron una "armadura corporal líquida"
Pesa solo dos tercios de una armadura corporal normal.
Esta armadura corporal líquida utiliza un "líquido espesante" que se endurece cuando es impactado por una bala para bloquear la bala. En realidad es un fluido no newtoniano.
Entonces, ¿qué es un fluido no newtoniano?
Los fluidos no newtonianos se refieren a fluidos que no satisfacen la ley de viscosidad experimental de Newton, es decir, fluidos cuyo esfuerzo cortante y velocidad de deformación cortante no están relacionados linealmente. Los fluidos no newtonianos existen ampliamente en la vida, la producción y la naturaleza. La gran mayoría de los fluidos biológicos pertenecen a lo que ahora se define como fluidos no newtonianos. Varios fluidos corporales, como la sangre, el fluido linfático, el fluido de los quistes y los "semilíquidos", como el citoplasma, son todos fluidos no newtonianos.
Además, un alimento común como la goma de mascar es un fluido no newtoniano.
Las propiedades de fluidos no newtonianos de los fluidos espesantes por cizallamiento son mejores.
Si lo revuelves lentamente con los dedos, es como un líquido viscoso normal.
Los científicos sumergieron chalecos antibalas tradicionales de fibra de alta resistencia en una solución de espesamiento por cizallamiento y, después de muchos otros procesos, fabricaron nuestro chaleco antibalas líquido.

Izquierda: fibra de armadura ordinaria Derecha: fibra de armadura líquida

Izquierda: chaleco antibalas ordinario Derecha: chaleco antibalas líquido
El nuevo chaleco antibalas es más ligero. Originalmente requería la fuerza de 15 capas de chaleco antibalas de Kevlar. Después de usar fluido espesante por cizallamiento, solo se necesitan 10 capas para lograr el mismo efecto, y el fluido espesante por cizallamiento adicional es más que eso. 5 capas de Kevlar son mucho más ligeras.
Sin embargo, a pesar de las ventajas de los chalecos antibalas líquidos, el alto costo, el contenido técnico y la producción en masa siguen siendo difíciles y es difícil promocionarlos por completo. Sin embargo, se cree que en un futuro próximo, el nuevo chaleco antibalas líquido definitivamente se convertirá en la barrera más sólida para proteger la seguridad de los soldados.