液态防弹衣解析
【装备历史】揭秘防弹衣的前世今生：从龙虾甲到“蛋奶糊”
【装备历史】揭秘防弹⾐的前世今⽣：从龙虾甲到“蛋奶糊”进⼊⽕器时代后，古代战争中⽤来对付⼑、⽭、⼸箭等冷兵器的盔甲渐遭淘汰，但⼈们并没有放弃对⾝体防护装备的追求。
于是，防弹⾐做为⼀种重要的个⼈防护装备出现了。
基利等⼈⽤犁⽚制作的防弹⾐，上⾯的弹痕清晰可见最好的防弹⾐总穿在罪犯⾝上 枪、炮等⽕器出现后，对防弹⾐最感兴趣的不是军队，⽽是罪犯，最有名的例⼦发⽣在19世纪80年代的澳⼤利亚.那时，以内德·基利为⾸的⼀伙匪帮啸聚⼭林与英国维多利亚王朝作对。
英国政府发出悬赏令，给每个匪帮帮众的⼈头标价8000英镑。
为了在围剿中⽣存下来，基利将耕地⽤的犁缝缀在⼀起制造出⼏件简易防弹⾐。
这些防弹⾐每件重达44千克，穿戴者虽然⾏动不便，但能有效防护⾃⼰的躯⼲、上肢和⼤腿。
最终，基利和⼿下四⼤匪头被包围在⼀家旅馆内。
尽管警察的⼦弹没有⼀颗能打穿他们的防弹⾐，但⼿脚等防弹⾐防护不到的地⽅却被乱枪打穿，终被警察抓获。
尽管基利的防弹⾐效果不错，但沉重的钢铁穿上后⾏动⾮常不便，于是⼈们开始寻质轻柔软的防弹材料。
其实早在19世纪60年代，朝鲜摄政王兴宣⼤院君为抗击法国⼊侵，就曾命⼈⽤10层以上的棉花纤维制作出能防⼦弹的“棉质背甲”。
1871年，美国海军⼊侵朝鲜江华岛时，缴获了⼀件“棉质背甲”并惊为天物，运回国珍藏在博物馆中直到2007年归还韩国。
1881年，美国物理学者乔治·古德法罗听说有个商⼈遭枪击后毫发⽆损，原因是他折叠起来放在胸⼝⾐袋中的丝绸⼿绢挡住了⼦弹。
经过6年的潜⼼研究，古德法罗终于写成⼀篇题为《论丝绸的防弹性》的论⽂，并开始尝试⽤丝绸纤维制作类似中世纪软铠甲的防弹⾐。
接触到古德法罗的研究成果后，从乌克兰移居美国的年轻⼈卡兹⽶尔兹·齐格伦也开始探索软质防弹⾐的奥秘。
1893年，洛杉矶市市长遇刺后，齐格伦的第⼀件商⽤防弹⾐也问世了。
这款4层防弹⾐厚约3.2毫⽶，全部由丝绸纤维制成，可抵御那个时代⼤多数低速⼦弹。
液体防弹衣在深研制成功
液体防弹衣在深研制成功
汪仕林
【期刊名称】《功能材料信息》
【年(卷),期】2013(10)5
【摘要】近日，中物功能材料研究院正式落户深圳福田，同时该院发布重大科研成果：液体防弹材料在该院研制成功。
【总页数】1页(P87-87)
【作者】汪仕林
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】TS941.733
【相关文献】
1.波兰研发液体防弹衣 [J], ;
2.液体防弹衣及其研发现状 [J], 宋庆庆;袁红;张梦醒
3.神奇的液体防弹衣 [J], 韩旭阳
4.利用剪切增稠液体的先进防弹衣的弹道冲击性能研究 [J], 闫学军;白勇;朱晨瑜
5.英发明神奇液体防弹衣:重仅为传统防弹衣一半 [J],
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液体防弹衣简介
应力突变流变测量法，STF在不同应力下粘度的不同导致流变性能发生变
化 ，根据STF所受应力后表现出的现象来实现对所测体系的研究。
剪切增稠机理
其一是最先由 Whitlock 和 Metzner 提出，并由 Hoffman 证实的
ODT 机理
Байду номын сангаас
（有序到无序），即体系受到较小外力作用时，粒子的有序程度得到了提高，出现 剪切变稀行为，而当外力更大时，有序结构被破坏，则会出现剪切增稠现象。
其二是 Bossis 和 Brady 基于 Stokesian动力学模拟而提出的
“粒子簇”理论，即剪切变
稀是由于连续的空间网络结构被破 坏，而剪切增稠是由于体系中形成 “粒子簇”，体系粘度增大，从而 出现了增稠现象。
那么这神奇的剪切增稠液体是什么呢？
剪切增稠液体，在常态下十分柔软，一旦遇到高速的冲撞或挤
压，材料变得坚硬从而消化外力。当外力消失后，材料会回复到它 最初的柔软状态，它有着极强的吸收冲击的能力，一般由分散粒子 和分散介质组成。
20 世纪 90 年代中期，美国科研人员运用新型纳米技术成功地研制 出了“剪切增稠液体”（Shear Thickening Fluid，简称 STF）。
分散粒子选用坚硬的颗粒
天然物质 ：SiO2、CaCO3 颗粒 有机物颗粒 ：PS、PMMA颗粒
分散介质选用无毒 、稳 定、可用温度范围广、流 动性好的液体
无机物：水 、无机物的盐溶液 有机物：乙烯基乙醇 、聚乙二醇、聚丙二醇、 矿物油等， 还可以是几种有机物的混合物
因聚乙二醇是一种应用广泛、不易变质、应用温度范围很广的无毒液体 ，STF中
非牛顿流体防弹衣
非牛顿流体防弹衣引言随着科技的不断发展，人们对于个人安全的需求也日益增加。
在许多危险环境中，特殊的保护装备可以起到关键的作用。
本文将介绍一种被称为非牛顿流体防弹衣的创新防护装备。
非牛顿流体防弹衣以其独特的材料和工作原理，为使用者提供了更高的安全性和舒适性。
1. 非牛顿流体的介绍非牛顿流体是一种特殊的流体体系，其粘度随着剪应力的改变而变化。
与牛顿流体相比，牛顿流体的粘度是固定的，而非牛顿流体的粘度可以在不同条件下发生变化。
2. 非牛顿流体防弹衣的材料非牛顿流体防弹衣的外层通常由高强度的纤维材料制成，比如高强度聚合物纤维或芳纶纤维。
这些纤维材料可以有效的阻挡来自子弹和尖锐物体的攻击。
防弹衣内层的关键部分是非牛顿流体材料，它们通常由粘性纳米颗粒悬浮在基础液体中而形成。
这些纳米颗粒可以自由流动，但当受到外力作用时，它们会迅速聚集在一起形成坚硬的保护层，从而有效地吸收和分散来自攻击的冲击力。
3. 非牛顿流体防弹衣的工作原理当非牛顿流体防弹衣受到外力作用时，比如子弹撞击，液体中的纳米颗粒会迅速聚集，形成一个坚硬的保护层。
这个保护层可以吸收和分散来自外部的冲击力，在保护使用者的同时减少受伤。
由于非牛顿流体的粘度特性，防弹衣在受到外力作用后会迅速恢复到原来的状态，使得使用者可以自由活动，并获得更高的舒适性。
4. 非牛顿流体防弹衣的应用非牛顿流体防弹衣主要应用在军事、执法和安全领域。
军事人员和警察可以通过佩戴这种防弹衣来保护自己免受来自枪械和其他攻击的伤害。
此外，非牛顿流体防弹衣也可以应用在特殊职业领域，如火车司机、飞行员等，以提供额外的保护。
5. 非牛顿流体防弹衣的发展前景随着科学技术的不断进步和人们对安全需求的增加，非牛顿流体防弹衣有着广阔的发展前景。
目前已经有一些公司和研究机构在研发和改进非牛顿流体防弹衣的材料和设计。
未来，随着技术的进一步创新，非牛顿流体防弹衣有望变得更轻、更耐用，并提供更高的防护性能。
结论非牛顿流体防弹衣作为一种创新的防护装备，以其独特的材料和工作原理，在提供更高安全性和舒适性方面具有巨大潜力。
神奇纳米药水造出超级防弹衣
神奇纳米药水造出超级防弹衣神奇纳米药水造出超级防弹衣查字典物理网整理大量物理学科资料，更多物理学科资料请关注查字典物理网“液体装甲”年底就可大批量生产。
这种新型防弹衣的头盔、衣服和靴子全部用“剪切增稠液体”处理过的材料制成，不但能够护住全身，还可非常柔软轻盈，一点也不防碍士兵的灵活性。
这个玻璃小瓶里装的淡蓝色液体就是“剪切增稠液体”，你可以用塑料棒轻轻搅拌，发现它跟普通的液体没什么两样，但一旦你加快搅拌的速度和力度，就发现，它越来越黏，立刻变得搅拌不动。
自从有战争以来，盔甲(战斗服)的研发就从未停息，人们一直在战斗服的防护性和舒适性之间寻找平衡，希望能制造出一种既刀枪不入又轻便柔韧的战斗服。
据英国《GIZ》杂志8月13日报道，利用美国“陆军研究实验室”和“特拉华州立大学合成物质研究中心”的科学家运用新型纳米科技研制出来的“剪切增稠液体”，将制造出新一代战斗服，使长久以来人们的梦想变为现实。
头盔衣服靴子啥都能做这项技术的目标是制成一种成本低、重量轻的新材料，这种材料的防弹能力优于当前防弹衣专用的“凯夫拉”织物，但弹性更好、更薄，潜在的用途非常广泛。
一打就变硬力消就还原“剪切增稠液体”其实是一种处在固液混合状态的纳米粒子溶剂，很少存在于同一种物质中。
利用它制造的防护服通常被叫做“液体装甲”，“剪切增稠液体”渗入织物中，通常状态下是以液态形式存在，但是，织物一旦受到冲击、压紧，“剪切增稠液体”就变成坚硬的固体，使织物更强韧，难以被穿透。
因此，利用“剪切增稠液体”制造的新型防弹衣，平时柔软舒适，一旦遭到刀等利物砍、刺，或高速子弹、弹片冲击，就在受到冲击的瞬间变得坚韧无比，而且能将冲击力沿织物迅速分散开来，大大降低单位面积的压强。
当冲击力消失之后，“剪切增稠液体”又恢复液体状态，织物也重新变软。
“液体盔甲”年底问世“剪切增稠液体”技术由“美国特拉华州立大学合成物质研究中心”和“美国陆军研究实验室”下属的“武器和原料研究理事会”共同开发，仅授权美国“装甲控股公司”生产相关产品。
扒一扒现在最尖端的几种军事黑科技
扒一扒现在最尖端的几种军事黑科技本次阅兵展示了一些黑科技，大家都开始关心军事动态起来，特别是国外的军事科技发展。
今天就给大家扒一扒当今世界军事科技方面的黑科技发明，有很多实在是脑洞大开！一、波兰发明超强液体防弹衣，一遇子弹就变硬近日，波兰Moratex安全技术公司宣称，他们研制出的液体防弹衣，可以阻挡任何子弹。
而加的这个特技液体，名为“剪切增稠液体（STF）”。
这种液体由“美国特拉华州立大学合成物质研究中心”和“美国陆军研究实验室”下属的“武器和原料研究理事会”共同开发的。
“剪切增稠液体（STF）”，遇到冲击就会迅速变硬，不仅能快速抵挡子弹的冲击，还能将能量扩散到更大的面积上。
和汽车里安全气囊原理一样，分散碰撞时产生的压力。
研究人员表示，他们已经将危害减少到100%，偏差也从4厘米减小到1厘米。
它可以很好的抵挡速度每秒450米的子弹。
过不了多久，军队就可以购买到这款防弹衣。
数据说话，还是很乐观的。
那么问题来了，液体的，会比金属纤维还要轻吗？回答是肯定的，而且比起凯夫拉纤维，更有柔韧性。
“剪切增稠液体（STF）”的主要成分是由聚乙二醇和硅微粒组成。
聚乙二醇是一种应用广泛的无毒液体，能承受的温度范围很广。
你以为填充的全是液体吗？液体防弹衣，里面可不是流动的液体填充其中，而是将防弹纤维浸泡在液体中。
就是说，液体代替了一部分的纤维层，使其更轻更灵活。
荷兰推出的这件，在没有外力作用下，液体是可以流动的，但是遇到外力，将会在几秒内变硬，让防弹纤维变得格外坚固，从而抵挡子弹的冲击。
但是很快，这件防弹衣又恢复了柔韧性。
二、美军最新的电磁弹射系统最近美国福特号航母完成了电磁弹射器的安装，为了测试这种电磁弹射系统，他们在航母上玩起了“打水漂”游戏。
不过他们可不是用的石块，而是这个：一个重达36吨的铁块。
这种电磁弹射器设计的最大弹射质量为36吨，而美国的战斗机基本上只有20多吨，弹射速度可以达到每小时240英里。
这种电磁弹射器的利用率为每45秒就能弹射一次，不过电磁探测器需要消耗大量的电能，三秒钟的弹射需要消耗近1亿瓦的电力，差不多相当于一个小镇的电力供应。
英科学家研制出液体防弹衣遇子弹将瞬间变硬
攻击时， 其液体材料将与奶蛋糊非常相似 。该技术 的
传统防弹衣已逐渐不适应现代战争环境。 目前 ， 这种 原理最好是用汤匙搅拌奶蛋糊来解释 ， 当液体状态时 超级防弹衣除计划用于军事人员 ， 还可用于其它的防
你用汤匙搅拌 ， 几乎感觉不到阻力 ， 但液体物质与传 护性用品 ， 比如： 增强防护衣的保护效果 ， 为警察和救 统凯夫拉尔纤维材料结合在一起时 ， 你就会明显感到 护工作人员提供保护等。
开 眼 界
Ｔ Ｃ ０Ｌ Ｅ ＨＮ ０ＧＹ Ａ ＮＤ ＭＡＲ Ｔ ＫＥ
Ｖｏ． ９ ． ．０１ １１ Ｎｏ １２ ２
英科学家研制出液体防弹衣 遇子弹将瞬问变硬
据英 国每 日邮报 报 道 ， Ｅ， 学家 最新 研 制 一 近 ｌ科 阻力 的存 在 ， 随着 搅 拌 的速 度 加 快 ，奶 蛋 糊 ’ 变得 ‘ 就
１２ ６
学 神经 科 学 家 的一项 最 新 研究 揭 示 了死 亡 神 经元 被 清除 和新 神经元 形成 的机 制 。 研究有 助 于设计 新 型 该 成人 大脑 每天产 生上 千个新 的神经 元 ， 只 有很 但
“ 我们首次发现 ，Ｃ ＋ Ｄ Ｘ 细胞在大脑 中除了作为神
经祖细胞 以外 ， 还能充 当吞噬细胞 ， 把它们死亡的兄 疗法 ， 促进成人大脑神经形成 ， 帮助那些抑郁症 、 外伤 弟清理掉。要维持脑组织不断再生新的神经元 ， 这一
特一 尼 （ｔ ａｔ ｅｎｙ说 ： 当这 款 防弹衣 遭 受 子 弹 彭 Ｓｅ ｒＰ ｎｅ） “ ｗ
传统防弹衣的厚度减少４ ％。 ５ 科学家在测试 中， ０ 将３０ 米每秒 的圆珠射 向３层未加工的凯夫拉 尔纤维和ｌ １ Ｏ
层凯夫拉尔纤维与液体物质构成的“ 防弹奶蛋糊” 佩 。 尼 强调 称 ， 试 结果 显 示 ， 者被 圆珠撞 击 形 成 的 凹 测 后 坑很浅 ， 而前者的抗撞击效果则差一些 ， 并且沉重 的
液体防弹衣工作原理
液体防弹衣工作原理在过去的几千年中，防弹衣的基本原理没有什么太大的变化。
首先，它用于阻止武器和弹药直接接触人体；其次，它分散了武器的能量，降低对人体的伤害。
尽管不是在任何情形下都能起到作用，但盔甲基本上能保护人们免受武器——尤其是来自那些正规武器——的袭击，避免受到严重伤害或死亡。
多年来，人们不得不发明更强大、更先进的盔甲以应对愈来愈高级的武器。
然而，尽管经过多次改进，现代防弹衣依然有着与古代盔甲相似的缺陷。
无论是用金属板还是纤维制作的盔甲都很笨重，而且许多种类的盔甲都很坚硬，不适用于胳膊、腿和脖子。
因此，中世纪时期的金属盔甲设计了缝隙和接口以便于人们的行动，今天的防弹衣主要用于保护头部和躯干。
古代的盔甲与今天的防弹衣很像，都是用于保护人们免受武器的伤害，不过它们也同样沉重、体积巨大而且不灵活。
一种最新式的防弹衣既灵活又轻便。
说来也奇怪，这种改进是由于将液体加入到现有的防弹衣材料中。
当然，它还没有完全投入战斗，研究人员声称这种液体防弹衣有取代或辅助现有防弹背心的潜质。
最终，士兵、警察和其他人可能都将使用这种防弹衣来保护胳膊和腿。
目前主要的两种液体防弹衣都是使用杜邦公司的凯夫拉防弹纤维，这种纤维通常用于制作防弹背心。
当一颗子弹或者弹片击中凯夫拉防弹背心的时候，防弹材料层会将力量分散至一个大的表面。
子弹也可以使凯夫拉防弹纤维伸张，慢慢的消耗弹道的力量并减缓子弹的速度。
这个原理与汽车的安全气囊一样，安全气囊可以分散碰撞时产生的压力，并减缓人体躯干的运动。
尽管凯夫拉是一种纤维，凯夫拉防弹衣却不会像普通衣服一样摆动和起褶皱。
通常，阻挡一颗子弹需要用到20—40层凯夫拉防弹纤维，因此，防弹衣都很坚硬，重量也不轻，一件没有陶瓷保护层的防弹衣也重达4.5千克以上。
有两种液体可以使凯夫拉防弹衣使用较少的纤维层，让它变得更轻更灵活。
这两种材料有一种共性——它们都对刺激反映强烈。
接下来，我们将介绍它们是由什么制成的，以及为什么会有这种功能？剪切增稠液体防弹衣“液体防弹衣”这个词可能会误导一些人，让他们以为是将流动的液体填充在固体纤维层间。
英媒：波兰研发神奇液体防弹衣
英媒：波兰研发神奇液体防弹衣
英媒称，波兰一家防弹衣研究生产机构的科学家们正致力于将一种遇冲击时可以变硬的“神奇液体”用在他们的产品中。
英国《每日邮报》网站报道，这种液体被称为“剪切增稠液体（STF）”，在任何温度下遇到冲击时就会迅速变硬。
装入一种“液体装甲”中后，这种液体可以阻止高速射弹的穿透，还可以将能量扩散到更大的面积上。
STF的准确成分只有Moratex和它在华沙军事装备技术研究所的发明者们清楚，但是冲击强力试验证明它对范围广泛的射弹有抵抗能力。
英发明神奇液体防弹衣受子弹冲击时变硬
在科幻电影《终结者2：审判日》中，一个未来机器人身体全部用液态金属制成。
不过，液体防弹衣却不是科幻影视中的技术，而是实实在在可以应用于现代士兵身上的宝物。
据国外媒体报道，英国BAE系统公司近日研制一种神奇的新型液体防弹衣。
这一具有革命性的发明采用一种名为“剪切增稠液”的液体，该液体在受到子弹冲击时会变硬从而起到阻挡子弹的作用。
新型液体防弹衣可以为士兵提供史无前例的有效保护，同时又能保证他们自由灵活地运动，不再受到笨重的传统防弹衣的限制。
科普
采用陶瓷板和凯夫拉尔材料的防弹衣可以覆盖士兵身体的大部分区域，从而起到防弹的效果，但是长期一来这种防弹衣也存在一定的局限性，那就是笨重的特性影响了使用者的机动性、灵活性和速度。
此外，在伊拉克和阿富汗战场上，气温很高，这就意味着沉重的防弹衣会让使用者更疲劳。
液体防弹衣及其研发现状
设计与研究53液体防弹衣及其研发现状宋庆庆袁红张梦醒(中国兵器装备集团兵器装备研究所，北京102202)摘要：本文主要对液体防弹衣的基本原理、制作过程以及防惮性能进行描述，同时对国内液体防弹衣的发 展现状及其未来的发展趋势进行介绍。
关键词：液体防弹衣防弹性能S T F液体安全效果引言防弹衣是能够阻挡子弹或者硬片伤害人体重要部位的特 种保护服装。
从外观上看，它与普通服装并无异处，但其内 部的特殊材料及结构却可以在紧急时刻阻挡子弹，防止士兵 或者警方被伤害。
防弹衣作为特殊保护装饰，其阻挡子弹的 性能至关重要。
从某种角度来讲，防御性能也决定了穿上防 弹衣后士兵的灵活性以及安全性。
不同种类的防弹衣具备不同等级的防弹性能[1]。
通过防 弹材料来划分，目前应用的防弹衣主要分为硬体、软体和软 硬复合体H种类型。
按照安全级别进行划分，防弹衣可以分 为七个级别。
第一级别的抵御能力最低，第七级别的抵御能 力最强，一般通过其所能抵御的武器来划分。
最低级别的防 弹衣仅能抵御较小口径、威力不大的手枪的子弹。
级别高一 点的防弹衣则能够抵御火力较强的武器。
第一至第三级别通 常都是软体防弹衣，第四至第七级别通常是硬体和复合型防 弹衣閲。
随着对安全性能及防弹效果要求的不断提升，更多高性 能的防弹材料被应用于防弹衣的设计。
目前，较为热门的是 液体防弹衣的研制。
国内外很多实验表明，液体防弹衣研制 成功，具有显著的防弹性能。
下文主要对液体防弹衣的基本 原理、制作流程以及防弹性能进行描述，同时对国内液体防 弹衣的发展现状及其未来的发展趋势进行介绍。
1液体防弹衣概述1.1液体防弹衣的基本原理液体防弹衣主要由一种特制“剪切増稠液体”（Shear Thickening Fluid,STF)组成。
该液体防弹衣材料由大量 悬浮在无毒聚乙烯醇流体中的硬质纳米级硅胶微粒组成。
通 常情况下，S T F与普通液体没有区别，柔软且无形。
但当子 弹或者硬件碎片冲击到它时，ST F液体可以瞬间转变成一种 硬质材料，对子弹的贯穿进行防御[4]。
液体防弹衣PPT
英国科学家利用被戏称为“防弹奶蛋糊”的物质，已 经制成一种液体防护衣，这种防护衣在受压后会自动变硬， 吸收撞击在它表面的弹片产生的冲击力。 研究人员把他们推导出来的一个秘密化学公式与传统 的凯芙拉纤维结合，制成这种“超级护甲”。当这种衣物 的粘性物质与传统的凯芙拉纤维粘贴在一起，可以吸收子 弹产生的冲击力，并通过变稠，对撞击做出反应。他们希 望利用这种物质，为前线的士兵制作更轻、韧性更好和更 有效的防护背心。 专家之所以会将这种液体称作“防弹奶蛋糊”，是因 为它的分子的结合方式和“变稠”方式，跟搅拌中的甜点 奶蛋糊一样。英国布里斯托尔国防航空业巨头BAE系统公 奶蛋糊一样。英国布里斯托尔国防航空业巨头BAE系统公 司的一个科学家小组开发出这项创新技术。
当暴露于磁场时，磁流变液中的粒子顺着场力线排成一列。 液体的硬化过程只需1/20000秒。效果的剧烈程度随液体的成分、大 小、形状和磁场的强度而不同。例如，刚开始麻省理工学院研究人 员使用球形铁粒子，这些铁粒子即便在磁场下也可以彼此滑过，这 会影响防弹衣的加固，因此，研究人员转而研究其他形状的铁粒子， 以其得到更好的效果。 就像剪切增稠液体，您也可以通过一些普通的现象来认识到磁流 变液的效果。将铁粉与油混合就可以制造一个非常棒的现场展示。 当没有磁场存在的时候，液体可以非常轻易的流动。但是一块磁铁 便可以使液体变得更加粘稠，或者变成一种与盛它的容器不同的形 状。有时候，差异可以从表面看出来，液体会形成明显的尖形、槽 型和其他各种形状。艺术家们甚至使用磁铁、磁流变液体或其他的 铁磁流体来创作艺术作品。 用正确的材料密度、粒子形状和磁场强度，磁流变液体可以从 流体变为非常紧密的固体，就像剪切增稠液体，这种改变可以迅速 增加防弹衣的强度。这种技术的关键因素在于如何诱发流体的改变。 要引起一整套防弹衣内磁流变液体的改变需要足够大的磁铁，这将 使防弹衣变得很重，不便于随身携带，因此研究人员打算在防弹衣 内部使用细电路。
液体防弹衣将问世
液体防弹衣将问世
佚名
【期刊名称】《发明与创新：中学生》
【年(卷),期】2011()3
【摘要】英国科学家已经成功开发出一种名为“防弹奶油冻”的新型液体防弹衣．有望在两年内投入使用。
这种防弹衣不仅能够吸收子弹或者弹片的攻击力。
大大提高防护力，而且更加灵活轻便。
【总页数】1页(P58-58)
【关键词】防弹衣;液体;科学家;攻击力
【正文语种】中文
【中图分类】G633.7
【相关文献】
1.新型轻质高强度防弹衣问世 [J],
2.液态防弹衣问世 [J],
3.穿"防弹衣"的轮胎问世 [J],
4.穿“防弹衣”的轮胎问世 [J], 胡志梅
5.英发明神奇液体防弹衣:重仅为传统防弹衣一半 [J],
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非牛顿流体防弹衣原理
非牛顿流体防弹衣原理
随着科技的不断发展，防弹衣已经成为了保障士兵安全的必备装备之一。
而在防弹衣的材质中，非牛顿流体材料成为了一个备受关注的领域。
非牛顿流体是指具有特殊粘度特性的流体，它的粘度会随着受力变化而改变。
当受到外部冲击时，非牛顿流体的粘度可以迅速增加，从而形成一个类似于固体的结构，有效地吸收了冲击的能量，从而达到了防弹的效果。
在防弹衣中，非牛顿流体通常被用作填充材料，以吸收弹头的能量。
当弹头撞击非牛顿流体时，流体会迅速变得更加粘稠，从而将能量转化为热能，并将冲击力分散到整个防弹衣中。
相比于传统的防弹衣材料，非牛顿流体具有更好的防弹性能。
由于其粘度可变的特性，它可以适应不同类型的弹头，从而达到更好的防护效果。
此外，非牛顿流体的柔软性也使得防弹衣更加轻便舒适，不会影响士兵的行动。
总的来说，非牛顿流体防弹衣是一种新型的、高效的防护装备，它的应用前景非常广阔。
随着材料科学和防弹技术的不断发展，我们相信非牛顿流体防弹衣将会越来越普及，为士兵的安全保驾护航。
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BAE系统公司提供的一段视频显示，该公司高级技术中心研究人员先后两次通 过实弹射击检测这种材料的实用性，9毫米口径的子弹分别射向10层凯夫拉尔材料 与“剪切增稠液”结合制成的液体防弹衣和31层未使用“剪切增稠液”的凯夫拉尔 防弹衣。结果表明，液体防弹衣被子弹打中后，撞击能量分散区域很宽，这意味着 中弹者被子弹打伤或打死的几率大幅减小，因为子弹的撞击力并非集中于一个较小 区域。
剪切增稠是一种可逆的非牛顿流体行为，常见于高固含量的悬浮分散体系
中，随着剪切速率或剪切应力的提高，体系粘度展现出数量级的增加，这种提 高是不连续的，但此过程是可逆的。当剪切速率较低时，出现剪切变稀：当剪 切速率超过某一临界值是，其粘度激增，剪切强度大幅上升，出现剪切增稠现 象。而当剪切速率或剪切应力下降后，粘度也会立即降低。
但是完全用凯夫拉或高强度聚乙烯纤维制成的软质轻便的防弹衣虽然舒适，
却只能防御民用小威力手枪。如果要抵抗大威力枪弹，往往需要增加硬质凯夫拉或 陶瓷防弹插板（标准陶瓷板防弹衣约重11.3公斤），增加重量的同时减少了舒适性。
2014年在英国伦敦举办的防务产品展上，英国BAE公司展出了一款革命性的 “液态盔甲”，名为“防弹奶黄”，它能通过实时变厚和硬化，来吸收子弹或榴弹 冲力。
度曾是防弹衣的主要组成部分。但是，
真丝在战壕中变质较快，这一缺陷加
上防弹能力有限和真丝的高额成本，
使真丝防弹衣在第一次世界大战中受
到了美国军械部的冷落，未能普及。
在第二次世界大战中，1942年10
月，英军首先研制成功了由三块高锰
钢板组成的防弹背心。而在1943年
第一次世界大战（法国）
度，美国试制和正式采用的防弹衣就有23种之多。这一时期的防弹衣以特种钢为主要
这一具有革命性的发明采用一种名为剪切增稠液（STF)的液体，该液体在受到 子弹冲击时会变硬从而起到阻挡子弹的作用 新型液体防弹衣可以为士兵提供史无前 例的有效保护。
其制作方法就是把目前通用的“凯夫拉”防弹背心织物放在最新研制出来STF 中浸泡一下，即大功告成。另外，它也可以被灌装在传统防弹衣的夹层内，这样当 子弹或弹片打到这种新型防弹衣上时，里面的液体会在子弹(或弹片)压力作用下瞬 间转化为一种硬度极高的物质。当外部压力消失后，这种高硬度物质又恢复到液体 状态。因此虽然防护服平时只是普通布料，平时柔软舒适，一旦遭到刀枪等利物砍、 刺，或高速子弹、弹片冲击，瞬间变得坚韧无比。同时这种STF还会把子弹等造成 的冲击力沿织物迅速向四周扩散，大大降低单位面积的压强，将对人身体的损伤降 到最低程度。而当冲击力消失之后，STF又恢复液体状态，织物也重新变软，便于 人员活动。加入“剪切增稠液体”的防弹衣重量只有普通防弹背心重量的50%，厚 度也减少了45%，
粒子簇生成机理： 在剪切速率较低时，粒子间作用力可以使收到破坏的空间结构很快
回复，粘度基本不变，但随着剪切速率的增减，当粒子间作用力已无法 使受到破坏的空间修复时，粘度开始下降：随着剪切速率的进一步增大， 空间结构收到的破坏程度越来越大，所以粘度继续减小。当达到临界点 是，流体作用力为主导，粒子簇生成亚稳态，粒子簇随着流体作用力的 增大而变大，同时对流体阻碍作用也变大，因此体系的粘度增大，最终 是的宏观上体系变硬，能够有效抵御外界冲击。
防弹材料。1945年6月，美军研制成功铝合金与高强尼龙组合的防弹背心，型号为M12
步兵防弹衣。其中的尼龙66(学名聚酰胺66纤维)是当时发明不久的合成纤维，其强度几
乎是棉纤维的二倍。
朝鲜战争中，美陆军装备了由 12层防弹尼龙制成的全尼龙防弹衣， 而海军陆战队装备的则是硬质“多 隆”玻璃钢防弹背心，其重量在 2.7～3.6千克之间 保护，但体积较大，重量也高达6 千克。
面粉 芝麻糊
防弹衣
液体防弹衣
化学化工学院 葛鑫
防弹衣发展史
作为一种重要的个人防护装备，
防弹衣经历了由金属装甲防护板向非
金属合成材料的过渡，又由单纯合成
材料向合成材料与金属装甲板、陶瓷
护片等复合系统发展的过程。
在第一次世界大战中，出现了以
天然纤维织物为服装衬里，配以钢板
制成的防弹衣。厚实的丝绸服装也一
液态防弹衣
31层凯夫拉 防弹衣
剪切增稠液到底是一个什么样的东西，什么工作原理呢？
STF通常由分散相粒子及分散介质组成。其中分散相粒子为天然矿 物质或合成聚合物，如二氧化硅、硅、碳酸钙、聚苯乙烯等；分散介质为水、 聚乙二醇、乙醇、异丙醇、矿物油、水和甘油混合液等。它具有独一无二的 奇异特性，当人们用塑料棒轻轻搅拌它的时候，与普通液体没有什么区别， 但当对其加快搅拌速度和力量时，人们会发现它越来越粘稠，几乎瞬时就难 于搅动。这种STF实际上是一种处在固液混合状态的纳米粒子溶剂，它是由 溶剂和悬浮在其中的坚硬粒子组成。聚乙二醇是一种应用广泛的无毒液体， 能承受的温度范围很广，是非常理想的作为溶剂的基质。而且由于它是有机 物，不溶于水，因此不 用担心在下雨或涉水后会溶 解和消失。STF的另一成分 是非常坚硬、极其细小的 微粒。当这种流动性很强的 液体和坚硬的微粒结合后， 就能形成一种性能不同寻常 的材料。当运动缓慢时，硬 质粒子能够到处运动，因此 STF呈现的是液态；但当运 动迅速时，液体的变成了异 常坚固的固体。
目前解释剪切增稠现象的机理有两种：其一是由Hoffman提出的ODT机理 （OrderDisorderTransition），从有序到无序，即起始的剪切变稀现象是由于体 系中粒子有序程度的提高，而在临界值后的剪切增稠现象是因为体系中粒子的 有序结构遭到破坏；其二是Brady等人提出的“粒子簇”生成机理，他们认为剪 切增稠是由于流体作用促成亚稳态“粒子簇”的生成，严重阻碍了流体的流动， 使得体系的粘度增大。
70年代初，一种具有超高强度、 超高模量、耐高温的合成纤维—— 凯夫拉(Kevlar)由美国杜邦(DuPont) 公司研制成功，并很快在防弹领域 得到了应用。这种高性能纤维的出 现使柔软的纺织物防弹衣性能大为 提高，同时也在很大程度上改善了 防弹衣的舒适性。中号重量为3.83 千克。
第一次世界大战（德国）