能抗巴雷特！防彈衣新材料，遇子彈硬度超過鑽石，凱夫拉比不了

撰文：利刃龍貓

近日《解放軍報》公開報道了我國石墨烯材料取得的新進展，並稱這種新型石墨烯可以作為防彈衣抵禦大口徑反器材步槍的直接射擊。實際上，早在三年前我國就成功進行了石墨烯材料防彈護板的測試，甚至連14.5mm高射機槍子彈都無法在正面成功擊穿！

眾所周知的是，如今各國單兵裝備主要的防彈衣以凱夫拉縴維材料為主，輔之在防禦薄弱處及人體要害部位加掛防彈陶瓷護板。凱夫拉縴維出現在上世紀80年代初期，其特點是重量較輕並具備一定的柔韌性。不過凱夫拉最為致命的缺點就是保存期過短，即使放置於倉庫中也僅僅能保存兩年；一旦凱夫拉受到太陽光紫外線的照射後，纖維層就會發生斷裂或剝落，使得防彈效果大打折扣。實際上，無論是國內還是國外都已經出現過多起警察執法過程中因穿著超過保質期的防彈衣而被擊傷甚至犧牲的事件。雪上加霜的是，即使是保質期內的凱夫拉材料在遭受子彈衝擊後就不能二次使用。經濟性等因素也限制了凱夫拉防彈衣的大規模列裝。

與之相比，陶瓷護板的防禦效果和使用條件就要好得多。國外測試顯示一塊價格僅100美元、按照北約防護等級3級標準生產的陶瓷護板在100米的距離內就可以抵擋7.62mm口徑子彈的直接射擊，甚至出現了5發子彈同時命中一個區域才成功擊穿護板的現象，陶瓷護板的防禦效果的確令人稱奇。不過顯然陶瓷沒有任何柔韌性，往往會妨礙到士兵進行戰術動作，穿著不當時甚至可能導致受傷。以上是兩種常見防彈材料的局限性。

而石墨烯材料不僅具備凱夫拉那般高度的柔韌性與輕便的重量，而且防禦效果還要超過陶瓷護板。更加神奇的是，一旦石墨烯受到高動量衝擊後，四周的分子結構會緊密排列起來，使得局部密度急劇地增加，硬度甚至超過了金剛石，這就是石墨烯材料的防彈原理。取消了沉重且妨礙動作的陶瓷護板後，作戰人員可根據任務要求穿戴合適厚度的石墨烯防彈衣，在滿足防禦效果的同時最大限度地減輕重量，從而使得任務載荷得到更加合理的分配。

相關研究表明，石墨烯材料遭受的動量衝擊越大、作用位置越集中，局部硬度也就越高。根據石墨烯分子間最大作用力計算，石墨烯理論最大硬度可以達到中碳鋼的200倍，是現今人類已知硬度最高的材料。同時，石墨烯還具備高度的彈性形變恢復能力，即使被縱向壓縮到原來的80%後仍會恢復到原來狀態。這表明穿著石墨烯防彈衣的人員一旦中彈後依然不會受到衝擊傷。與之相對比的是，陶瓷護板雖然能有效防禦來襲子彈，但會將子彈的動量幾乎毫無保留地傳遞給人員。這使得即便子彈沒有擊中人體，但受到嚴重衝擊的人員很可能引起骨骼等組織的傷害。通俗一點解釋就是從"外傷"變成了"內傷"，有時反而更難救治。在伊拉克、阿富汗戰場上類似狀況已經出現過多次。

限制石墨烯材料大規模應用的當然是其高昂的價格了。傳統方法製造的石墨烯不僅生產周期冗長、設備複雜，而且良品率較低，導致即使抬高價格依然會出現供不應求的尷尬局面。不過石墨烯一旦實現工業化量產，不僅是防彈衣，其他如坦克裝甲內襯、武裝直升機防彈板等完全可以讓石墨烯取代傳統材料，進而提升裝備的戰鬥力。

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