Eines der Hauptprobleme bei der Schutzausrüstung, sei es für Astronauten, Feuerwehrleute oder Soldaten, ist, dass m Materialien, die stark genug sind, um vor ballistischen Bedrohungen zu schützen, können normalerweise nicht vor extremen Temperaturen schützen und umgekehrt.
Infolgedessen besteht der größte Teil der heutigen Schutzausrüstung aus mehreren Schichten verschiedener Materialien, was sie unglaublich schwer macht - bis zu dem Punkt, dass sie die Mobilität des Trägers stark einschränkt.
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Um dieses Problem anzugehen, haben Forscher der Harvard University in Zusammenarbeit mit der US Army und West Point haben ein leichtes, multifunktionales Produkt entwickelt Nanofaser Material, das den Träger sowohl vor extremen Temperaturen als auch vor ballistischen Bedrohungen wie Kugeln und Splittern schützen kann.
Kevlar und Twaron
Kevlar und Twaron sind zwei im Handel erhältliche Produkte, die häufig in Schutzausrüstungen verwendet werden. Je nach Herstellung können sie entweder ballistischen oder thermischen Schutz bieten.
gewebtes Kevlar Die stark ausgerichtete Kristallstruktur bedeutet beispielsweise, dass sie zum Schutz verwendet wird. kugelsichere Westen . poröses Kevlar Aerogele haben sich inzwischen als äußerst schützend erwiesen gegen Hitze .
„Unsere Idee war es, dieses Kevlar-Polymer zu verwenden, um die gewebte, geordnete Struktur von Fasern mit der Porosität von Aerogelen zu kombinieren, um lange, kontinuierliche Fasern mit porösem Abstand dazwischen herzustellen“, sagte Gonzalez in einem Harvard. Pressemitteilung . "In diesem System könnten die langen Fasern einem mechanischen Aufprall widerstehen, während die Poren die Wärmediffusion begrenzen würden."
Das Team aus Harvard unter der Leitung eines leitenden Autors Kit Parker, Professor der Tarr-Familie für Bioingenieurwesen und angewandte Physik an der Harvard John A. Paulson School für Ingenieurwissenschaften und angewandte Wissenschaften SEAS und Oberstleutnant im Reservat der US-Armee, verwendete Immersions-Rotationsstrahlspinnen iRJS., eine von der Parker's Disease Biophysics Group entwickelte Technik zur Herstellung ihrer Fasern.
Grenzen verschieben
„Es gibt zwar Verbesserungen, die vorgenommen werden könnten, aber wir haben die Grenzen des Möglichen verschoben und damit begonnen, das Feld auf diese Art von multifunktionalem Material auszurichten“, sagte Gonzalez.
Das ultimative Ziel war es, ein multifunktionales Material zu entwickeln, das Menschen schützen kann, die in extremen Umgebungen arbeiten, wie z. Astronauten oder Soldaten.
„Wir haben gezeigt, dass Sie hoch schützende Textilien für Menschen entwickeln können, die auf schädliche Weise arbeiten“, sagte Parker. „Unsere Herausforderung besteht nun darin, die wissenschaftlichen Fortschritte zu innovativen Produkten für meine Waffenbrüder und -schwestern weiterzuentwickeln.“
Das Harvard Office of Technology Development hat eine Patentanmeldung für die Technologie eingereicht und begonnen, nach Vermarktungsmöglichkeiten für die Technologie zu suchen. Nanofaser . Die Forschung des Teams wird in der Zeitschrift veröffentlicht Materie .