วัสดุ จาก กราเฟน: การ เปลี่ยนแปลง ใน การ ทํา ให้ อุปกรณ์ ป้องกัน ของ ทหาร น้ําหนัก น้อย

I. การลดน้ําหนักของอุปกรณ์ป้องกันทางทหาร: ความต้องการทางกลยุทธ์ที่ต้องการความก้าวหน้าอย่างเร่งด่วน

ในด้านการป้องกันทางทหาร เพื่อให้เกิดผลที่ไม่โดนกระสุนที่ดีที่สุด อุปกรณ์กันกระสุนมักมีลักษณะของความหนาและหนักความหนาและน้ําหนักของอุปกรณ์ป้องกันกระสุนที่เกินจะส่งผลต่อการดําเนินการตัวอย่างเช่น เมื่อทหารสวมอุปกรณ์ป้องกันกระสุนหนัก ความเคลื่อนไหวของพวกเขาจะลดลงมากและมันจะยากสําหรับพวกเขา ที่จะดําเนินการอย่างรวดเร็ว เช่นการเดินหน้าและการย้ายเร็วในขณะเดียวกัน น้ําหนักที่มากเกินไปของอุปกรณ์ จะเพิ่มการใช้จ่ายทางกายภาพของทหารและสั้นเวลาต่อเนื่องของพวกเขาในการต่อสู้ในสนามรบ how to minimize the thickness and weight of bulletproof equipment to the greatest extent while ensuring that the bulletproof performance is not reduced has become a key issue that the military field focuses on and urgently needs to solve.

II. การค้นพบของมหาวิทยาลัยนิวยอร์ก: ผลการกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับ

(1) โครงสร้างเล็กและคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมของกราเฟน

ก่อนอื่นมาดูกันในความละเอียดของวัสดุที่น่าทึ่งนี้ กราเฟน การวิเคราะห์จากโครงสร้างจุลินทรีย์อะตอม คาร์บอน เหล่า นี้ จะ เชื่อมโยง กัน อย่าง แรก เพื่อ สร้าง โครงสร้าง แผ่น หนึ่ง ชั้น ที่คล้าย ๆ กับ ผึ้งโครงสร้างที่โดดเด่นนี้ทําให้กราเฟนมีความแข็งแรงสูงมาก ต่อมาหลายชั้นของแผ่นดังกล่าวถูกวางอยู่บนกันและกันเพื่อสร้างรูปร่างขนาดใหญ่ของกราเฟน

(2) การวิจัย พัฒนา และปรับปรุงผลงานของวัสดุไดอเมน

ทีมวิจัยที่นําโดยศาสตราจารย์ Elisa Riedo ด้วยแนวคิดการออกแบบที่โดดเด่นได้เชื่อม 2 แผ่นกราเฟนแบบเดียวกับโครงสร้างซิลิคอนคาร์ไบด์ และพัฒนาวัสดุใหม่อย่างสําเร็จ - ไดามีนวัสดุนี้มีคุณสมบัติที่โดดเด่นมาก: ในสภาพปกติ มันเบาและอ่อนโยนเหมือนแผ่นอัลลูมิเนียม ทําให้มันสะดวกในการขนและใช้งานแต่เมื่อมันพบกับแรงภายนอกที่นํามาใช้มันก็จะเปลี่ยนสภาพทันที และความแข็งของมันจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แม้จะแข็งกว่าเพชร
วัสดุใหม่นี้เริ่มต้นมาจากความคิดที่อัจฉริยะของศาสตราจารย์ผู้ช่วย Angelo Bongiornoเขาออกแบบและสร้างรุ่นคอมพิวเตอร์อย่างรอบคอบ และแสดงให้เห็นในทฤษฎีว่าการจัดอันดับที่แม่นยําของชั้นบางสองสามารถบรรลุผลกระทบความแข็งแรงสูงสุดทีมงานริโดทดสอบตัวอย่างจริง โดยจําลองกรณีการกระแทกจากแรงภายนอก

ความก้าวหน้าในงานวิจัยล่าสุด: ในเดือนธันวาคม 2024การวิจัยที่ตีพิมพ์โดยทีมงาน Riedo ใน Proceedings of the National Academy of Sciences ของสหรัฐอเมริกา ได้เปิดเผยถึงผลของอิเล็กทรอนิกส์ความยืดของกราเฟน Epitaxial สามชั้นภูมิภาค ABA/ABC ที่ซ้อนกันเองบนพื้นฐานซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถควบคุมคุณสมบัติอิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างแม่นยําโดยการควบคุมการจัดวางระหว่างชั้นแม้ว่าการวิจัยนี้จะเน้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การเจริญค้นในเทคโนโลยีการปรับสัดส่วนระหว่างชั้น เปิดทางใหม่สําหรับการปรับปรุงผลงานของวัสดุ diamene ที่กันกระสุนเช่นการเพิ่มความมั่นคงต่อการกระแทกโดยการปรับปรุงความสม่ําเสมอระหว่างชั้น.

III. ความก้าวหน้าทางเทคนิคของมหาวิทยาลัยไรส์: กลไกการดูดซึมพลังงานของโครงสร้างที่สะสมของหลายชั้นของกราเฟน

นักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยไรส์ ได้ค้นพบวิธีอื่นในสาขาที่เกี่ยวข้อง และใช้กล่องกราเฟนที่ต้อนกัน 300 ชั้น เพื่อดูดซึมพลังงานการชนของ "ไมโครสเฟียร์" ได้อย่างสําเร็จการวิจัยในทิศทางนี้เป็นการเติมเต็มผลการแข็งแบบสองชั้นของมหาวิทยาลัยนิวยอร์ก และร่วมกันส่งเสริมการพัฒนาวัสดุที่ไม่กระสุน.
ความก้าวหน้าทางเทคนิค: ในเดือนกันยายนปี 2024 เทคโนโลยีการทําความร้อนแบบ Flash Joule (FJH) ที่พัฒนาโดยทีมงานของเจมส์ เอ็ม. ทัวร์ ที่มหาวิทยาลัยไรซ์ ได้ทําให้การผลิตแกรเฟนในขนาดใหญ่ในราคาถูกเทคโนโลยีนี้สามารถแปลงขยะคาร์บอน เป็นกราเฟนคุณภาพสูง ภายใน 1 วินาทีค่าพลังงานไฟฟ้าเพียง 7.2 กิโลกรัมต่อกรัม และอัตราความบกพร่องที่ต่ํามากที่วางรากฐานสําหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมของโครงสร้างเรียงลําดับจาก 300 ชั้นของกราเฟนตัวอย่างเช่น ประสิทธิภาพการดูดซึมพลังงานสามารถปรับปรุงเพิ่มขึ้นโดยการปรับปรุงการจัดวางระหว่างชั้น

IV. จากห้องปฏิบัติการไปยังสนามรบ: กระบวนการการค้าของวัสดุที่ป้องกันกระสุนจากกราเฟน

(1) กรณีการตลาด: จากการวิจัยและพัฒนาวัสดุสู่การนําผลิตภัณฑ์มาใช้
ในเดือนกันยายนปี 2024 พรีเมียร์กราฟีนได้เซ็นข้อตกลงการร่วมมือที่มีมูลค่ากว่า 50 ล้านดอลลาร์กับ Defense Atomics โดยวางแผนผลิตเสื้อเกรฟีนกันกระสุน 140,000 ชิ้น และเกรฟองเฮลิคอปเตอร์ผลิตภัณฑ์ของพวกเขาใช้วัสดุกราฟีนที่มาจากแฮนเป, ตอบสนองมาตรฐานการป้องกันระดับอากาศอเมริกัน ซึ่งเป็นขั้นตอนสําคัญสําหรับวัสดุที่ป้องกันลูกสุนัขจากกรีฟีน จากห้องปฏิบัติการไปยังการผลิตขนาดใหญ่

(2) วิถีวิถีการแสดงสินค้าอุตสาหกรรม: การนําเทคโนโลยีเข้าสู่ช่วงทดลอง
การแสดงวัสดุกันกระสุนนานาชาติเซี่ยงไฮ้ปี 2025 ชี้ว่าความสามารถในการป้องกันของเสื้อกันกระสุนกราเฟนได้ถึงสองเท่าของวัสดุเคฟลาร์แบบดั้งเดิมและน้ําหนักได้ลดลงมากกว่า 30%ปัจจุบันมันได้เข้าสู่ระยะการทดสอบชุดเล็ก The graphene-reinforced silicon carbide ceramic armor displayed at the Chongqing Civil-Military Dual-Use New Materials Exhibition held at the same time has increased the impact resistance performance by 20% through the addition of graphene powder, สะท้อนถึงศักยภาพการใช้งานเชิงปฏิบัติการของกราเฟนในหมวกประกอบ

(3) แนวโน้มการบูรณาการเทคโนโลยี:
The development roadmap formulated by the European Union Defense Agency shows that the composite material of graphene and ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) has entered the live-fire testing stage and is expected to be officially deployed within 3-5 yearsนวัตกรรมร่วมมือระหว่างวัสดุนี้รวมกันความแข็งแรงสูงของแกรเฟนกับความยืดหยุ่นของวัสดุพอลิเมอร์แบบดั้งเดิมเปิดทิศทางใหม่ในการปรับปรุงผลงานครบวงจรของอุปกรณ์กันกระสุน.

V. มุมมองอนาคต: วัสดุป้องกันรุ่นใหม่ที่มีสติปัญญาและยั่งยืน

การวิจัยเกี่ยวกับวัสดุที่กันกระสุนจากกราเฟน กําลังดําเนินการในสองทิศทางหลัก
การออกแบบแบบฉลาด: ทีมงานของมหาวิทยาลัยนิวยอร์ก กําลังศึกษาผสมผสานคุณสมบัติการแข็งแรงจากการกระแทกของไดแมนกับอัลการิทึมการเรียนรู้เครื่องจักรการปรับโครงสร้างวัสดุด้วยภาพยนต์ โดยการติดตามปริมาตรแรงภายนอกในเวลาจริง เพื่อบรรลุการปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกันอย่างฉลาด;

การผลิตที่ยั่งยืน: เทคโนโลยี FJH ของมหาวิทยาลัยไรซ์ใช้แหล่งคาร์บอนที่เหลือเพื่อผลิตกราเฟน ส่งเสริมการแปลงวัสดุที่ป้องกันกระสุนไปสู่การผลิตที่เขียวการพิจารณาทั้งการปรับปรุงผลงานและความต้องการในการปกป้องสิ่งแวดล้อม.

สรุปคือ การวิจัย พัฒนา และนํามาใช้วัสดุที่ใช้กราเฟน เป็นทางใหม่สําหรับการเบาและมีประสิทธิภาพสูงของอุปกรณ์ป้องกันทหารด้วยการเจาะแสอย่างช้า ๆ ของความคับซ้อนทางเทคนิคและการเร่งกระบวนการการพาณิชย์, อุปกรณ์ป้องกันกระสุนเบารุ่นใหม่ คาดว่าจะสร้างการเปลี่ยนแปลงที่สําคัญในสนามรบในอนาคตทําให้การป้องกันทหารและความสามารถในการดําเนินการทางกลยุทธ์ของพวกเขาดีขึ้นอย่างรวดเร็ว.