液體能防彈，能做防彈衣？你被騙啦，並不是那麼回事
作者：候知健
很多人都聽說過，現在國外開發了新型的「液體防彈衣」；實際上這種稱呼帶有很大的誤導性。這類新防彈衣其實是針對傳統凱夫拉等高強度纖維防彈衣，利用特殊液體材料（學名叫「剪切增稠液體」，簡寫為STF）增強的產品，外觀和傳統軟質防彈衣並沒有什麼差異。如果真要去找一件液態的防彈衣，或者是做成水囊結構的防彈衣，那肯定會找不到的。
動圖：透明槽里的白色膠狀液體就是一種STF，用手指攪動的時候，由於速度慢力量小，剪切作用很低，因此性質和普通的粘稠液體差不多。
動圖：在用拳頭猛砸的時候，由於速度高力量大，帶來的衝擊要猛烈的多；這個時候STF的粘稠度會在瞬間急劇加大，形成硬實的類固體狀態。衝擊越猛烈，這種特徵越顯著。
STF的具體原理至今尚不清楚，而且幾種可能的理論解釋起來都非常枯燥晦澀，就不贅述了。從廣義上的角度來說，STF其實很常見的，用澱粉加清水就能做出來；當然在性能上，它只能起到簡單的教學演示效果。真正能用於防彈的STF，目前最常見的做法，一般由大量的20-50納米直徑的二氧化硅（玻璃的主要成分之一）固體顆粒，與聚乙二醇混合製備而成。
傳統軟質防彈衣的原理，是利用高強度纖維的斷裂、變形、抽出的過程，消耗掉彈頭的動能，最後使彈頭喪失進一步侵徹的能力。這種能力不是由單獨的一層纖維織料提供的，而是多層結構疊加才能提供。
圖：單純的高強度纖維（左），經過STF增強後的高強度纖維
而STF在防彈衣上的應用，除了本身對於子彈動能的消耗以外，它還非常有效的加強了纖維之間、纖維束之間、織物層之間的相互聯繫；大大強化了防彈衣的整體響應效果，使更多的纖維參與到能量吸收的過程中來。
舉個例子，STF的應用能在相同防護能力等級要求下，原來需要15層凱夫拉材料的防彈衣，只要10層就能達到指標。雖然STF本身會帶來一定重量，但是減少5層凱夫拉材料以後，重量和防彈衣厚度的大幅削減，使得穿著防護服的人員動作更靈活、更不易疲勞。
圖：穿刺試驗的對比，上面一排未使用STF加強，下面一排加強過
而在具體的工藝上，簡單的把STF塗覆在防彈織物材料上也是可行的，只是在大量的對比研究中證實，這樣做的效果並不算好。目前主流的做法，是將STF用溶劑稀釋以後（比如乙醇——就是酒精）將防彈織物徹底浸漬透徹；然後利用真空或者低溫（比如80度）進行乾燥處理。
目前STF在防彈裝備上的應用還處於相當初級的階段，很多問題並沒有得到很完善的解決。但是在更低級一些的防護場合，比如滑雪、摩托車手服裝等運動防護器具，或者是抗衝擊頭盔等警察防暴裝備上，STF增強類產品已經得到了成功的商業化應用。比如美國和加拿大的部分運動員，在此前的冬奧會上就已經開始使用含有D30材料的比賽裝備。
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