کاربرد گرافن در جلیقه ضد گلوله - ایران گرافن

استفاده از گرافن در جلیقه ضد گلوله، یکی از کاربردهای جدید و جذاب فناوری گرافن است. گرافن به دلیل خواص مکانیکی بسیار بالا و سازگاری با سطوح مختلف، سبکی بسیار زیاد به دلیل سایز نانو صفحات آن می تواند امنیت و راحتی زیادی را هنگام استفاده از آن در جلیقه های تظامی فراهم آورد.

جلیقه ضد گلوله به عنوان یک نوع تجهیزات محافظ فردی مهم و مواد مقاوم در برابر گلوله جنگی است که برای جذب و انحراف ضربه گلوله های شلیک شده از سلاح گرم طراحی شده است. به طور معمول از چندین لایه  مواد مقاوم و با دوام مانند کولار، Spectra Shield یا Dyneema ساخته می شود که برای ایجاد پارچه ای انعطاف پذیر و سبک به هم بافته می شوند. این جلیقه برای پوشاندن تنه و اندام های حیاتی مانند قلب، ریه ها و کبد طراحی شده است.

همچنین می تواند شامل محافظت اضافی برای گردن، شانه ها و ناحیه کشاله ران باشد. سطح حفاظت ارائه شده توسط یک جلیقه ضد گلوله به درجه بندی آن بستگی دارد که توسط موسسه ملی دادگستری (NIJ) در ایالات متحده تعیین می شود.

سطح مختلفی از محافظت توسط ژاکت های ضد گلوله از سطح IIA تا سطح IV ارائه می شود. سطح IIA در برابر تفنگ های کم سرعت محافظت می کند در حالی که سطح IV در برابر تفنگ های پر قدرت محافظت می کند. هرچه سطح محافظت بالاتر باشد، جلیقه سنگین تر و ضخیم تر می شود. جلیقه های ضد گلوله همچنین ممکن است دارای ویژگی های اضافی مانند صفحات ضربه ای یا درج هایی باشند که محافظت بیشتری را در برابر ضربه های ناشی از برخورد گلوله به بدن ایجاد می کنند.

در مورد استفاده از گرافن در جلیقه ضد گلوله می‌تواند به آن خصوصیاتی اضافه کند که مقاومت و حفاظت بیشتری در برابر ضربه‌های نرم و سخت را فراهم می‌کند. گرافن دارای استحکام مکانیکی بسیار بالا( 200 برابر بیشتر از فولاد)، همچنین دارای وزن سبکی است که می‌تواند وزن جلیقه ضد گلوله را کاهش دهد و راحتی بیشتری به کاربر بدهد.

به علاوه، گرافن دارای خواص نفوذپذیری بسیار کم است. این به این معنی است که با استفاده از لایه‌های کمی از گرافن در جلیقه ضد گلوله، می‌توان جلوی نفوذ تیر و گلوله را گرفت. این خاصیت منحصر به فرد گرافن باعث می‌شود جلیقه ضد گلوله به ظاهر نازک و زیبا باشد، اما به خوبی وظایف محافظتی خود را انجام دهد.

با استفاده از گرافن در جلیقه ضد گلوله، می‌توان وزن جلیقه را کاهش داده و آن را سبکتر و راحت‌تر برای استفاده کننده کرد. همچنین، استحکام بالای گرافن می‌تواند جلیقه را در برابر ضربه‌های ضربه‌گیرنده محافظت کند.

از مشکلاتی که جلیقه های ضد گلوله دارند

مشکل جلیقه های ضد گلوله این است که که کاملا بدون اشتباه نیستند و فقط می توانند محافظت محدودی در برابر انواع خاصی از گلوله ها و سلاح ها ارائه دهند. علاوه بر این، پوشیدن آن ها برای مدت طولانی می تواند سنگین و ناراحت کننده باشد. موضوع هزینه نیز وجود دارد، زیرا جلیقه های ضد گلوله با کیفیت می توانند گران باشند و برای همه کسانی که به آنها نیاز دارند در دسترس نباشند. استفاده از گرافن در جلیقه ضد گلوله می تواند این مباحث را تا حد زیادی بهبود بخشد.

آیا امکان استفاده از گرافن در جلیقه های ضد گلوله وجود دارد؟

از آنجایی که گرافن یک ماده همه کاره است و توانایی ترکیب شدن

با فلز و گاز را دارد، کاربردهای آن بی حد و مرز است. دانشمندان در سرتاسر جهان به دنبال این هستند که کاربردهای مختلف گرافن را پیدا کنند. برخی از زمینه های رایج تحقیق و کاربرد عبارتند از آنتن ها، باتری ها، زره بدن، تراشه های کامپیوتری، توالی یابی DNA، تولید انرژی، سلول های خورشیدی، ابرخازن ها، صفحات لمسی، ترانزیستورها و فیلترهای آب و امروزه کاربرد گرافن در جلیقه ضد گلوله یکی از زمینه های جذاب و کاربردی استفاده از گرافن در صنایع نظامی می باشد.

برای متوقف کردن یک پرتابه با سرعت بالا، به ترکیبی از استحکام و چقرمگی نیاز است تا ضربه، مواد متوقف کننده را سوراخ نکند. این ماده همچنین باید انرژی جنبشی جذب شده را از بین ببرد. گرافن بعد از ویژگی رسانایی فوق العاده به علت استحکام مطلق آن معروف شده است.

با وجود وزن کم، این ماده به طور قابل توجهی قوی و بادوام است، حتی بیشتر از فولاد یا کولار. تحقیقات بر روی استحکام کششی گرافن نشان داده است که گرافن می تواند انرژی جنبشی فولاد را 10 برابر از بین ببرد. به این معنی که در مقابل حمله مستقیم نیز بسیار قوی است. پس جای تعجب نیست که چرا محققان به فکر استفاده از آن برای ایجاد اشکال جدیدی از زره بدن هستند.

گرافن در جلیقه ضد گلوله شامل یک جلیقه و یک لایه ضد گلوله است که در آن لایه ضد گلوله از گرافن ساخته شده است. جلیقه ضد گلوله گرافن نسبت به الیاف کولار استحکام و چقرمگی بالاتری را نشان می‌دهد، وزن و ضخامت کل جلیقه ضد گلوله به شدت کاهش می‌یابد، فشردگی و انعطاف‌پذیری تا حد زیادی برای کاربر بهبود می‌یابد و کاربر می‌تواند بهتر بجنگد.

ساختار گرافن بسیار پایدار است. اتصال در گرافن بین هر اتم کربن بسیار انعطاف پذیر و سخت است و در زمان اعمال نیروی مکانیکی خارجی، صورت اتم کربن با توجه به تغییر شکل خمشی است، در نتیجه باعث می شود اتم کربن برای انطباق با نیروی خارجی نیازی به تنظیم مجدد نداشته باشد، همچنین فقط پایداری ساختار، یعنی ویژگی های چقرمگی قدرتمند آن حفظ می شود. جلیقه ضد گلوله گرافن اهمیتی انقلابی در کل زمینه جلیقه‌های ضد گلوله دارد و روند کل صنعت را رهبری می‌کند.

ویژگی های جلیقه های ضد گلوله گرافنی

1. سبک وزن: از آنجایی که گرافن یکی از سبک ترین مواد شناخته شده برای بشر است، استفاده از گرافن در جلیقه های ضد گلوله می تواند وزن را کاهش دهد. جلیقه گرافن می تواند تا 70 درصد سبک تر از جلیقه های سنتی کولار باشد.
2. مقاومت بالا: هنگامی که گرافن در جلیقه ضد گلوله گنجانده می شود، می تواند انرژی جنبشی گلوله ورودی را با تغییر شکل و گسترش نیروی ضربه جذب کند. این به جلیقه اجازه می دهد تا محافظت بهتری در برابر گلوله های با سرعت بالا داشته باشد و همچنین ضربه احساس شده توسط پوشنده را کاهش می دهد. علاوه بر این گرافن دارای استحکام کششی بالایی است و می تواند در برابر سایش و سوراخ شدن مقاومت کند.
3. انعطاف پذیر: گرافن علیرغم استحکامش انعطاف پذیر است و می توان آن را به اشکال و اندازه های مختلف قالب ریزی کرد. این امر ایجاد جلیقه های سفارشی را که پوشیدن آن ها راحت است آسان تر می کند.
4. نازک: گرافن تنها یک اتم ضخامت دارد، به این معنی که می تواند از آن برای ایجاد جلیقه های ضد گلوله بسیار نازک استفاده کرد که تقریبا زیر لباس، نامرئی هستند.
5. مقاوم در برابر حرارت: گرافن همچنین در برابر حرارت بسیار مقاوم است، به این معنی که می تواند در برابر حرارت بالا بدون تخریب یا ذوب مقاومت کند.
6. ضد آب: گرافن آبگریز است، به این معنی که آب و سایر مایعات را دفع می کند. این ماده آن را به یک ماده ایده آل برای استفاده در محیط های مرطوب یا در حین فعالیت های مبتنی بر آب تبدیل می کند.
7. ضد باکتری: گرافن دارای خواص ضد باکتریایی است که می تواند به جلوگیری از عفونت در صورت زخم گلوله کمک کند که یکی از دلایل مهم گرافن در جلیقه ضد گلوله می تواند باشد

گرافن در جلیقه ضد گلوله طیف وسیعی از مزایا را نسبت به جلیقه های سنتی کولار ارائه می دهد. از جمله افزایش استحکام، انعطاف پذیری و راحتی. همین طور که این فناوری همچنان در حال توسعه است، ممکن است شاهد پذیرش گسترده تری از مواد مبتنی بر گرافن در زمینه تجهیزات حفاظت شخصی (PPE) باشیم.

گروه ایران گرافن آماده ارائه گرافن بصورت صنعتی و در مقیاس و تناژ بالا برای تولید کنندگان جلیقه های نظامی در داخل کشور می باشد.

منبع:

https://faratarjome.ir/u/media/shopping_files/store-EN-1516870020-3665.pdf

https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/22297928.2021.1980099