Бронежилет из паутины. А что дальше

«Порох / Явил свой дымный лик и разметал / Доспехи рыцарей, / Как ржавое железо»,– писал о появлении огнестрельного великий Максимилиан Волошин в своей трагедии материальной культуры «Путями Каина». Действительно, с широким внедрением пороха, пуль и снарядов тогдашние средства индивидуальной защиты мгновенно устарели и покинули театры военных действий. С тех пор в буквальном смысле слова поколения учёных и инженеров всего мира бились над тем, чтобы создать новые материалы, способные защитить солдат от «огнестрела». Но только по мере освоения нанотехнологий человечество вплотную приближается к созданию лёгких и эффективных средств индивидуальной защиты (СИЗ).

Чудесный оранжевый гель

О том, что британская и американская армии (а также армии других стран – участниц блока НАТО) вот-вот перейдут на новые защитные боевые шлемы, в которые будет добавлен инновационный вязкий наногель, способный мгновенно поглощать импульс силы, то есть служить надёжной и лёгкой бронёй, самые разные СМИ говорят и пишут вот уже несколько лет подряд. Известен даже цвет этого «чудо-геля» – оранжевый, по всей видимости из-за того, что так он окрашен в презентационном ролике, гуляющем по сети Интернет и служащем источником вдохновения для журналистов, пишущих про нанотехнологии и разные научные открытия в рубриках «Калейдоскоп» или «Это любопытно».

Определённая доля правды в этих статьях, разумеется, есть. Действительно, изобретённый Ричардом Палмером, сотрудником компании Blue Divine Ltd., вязкий наноматериал при ударе ножа, пули или осколка мгновенно переходит в твёрдое состояние и образует на пути смертельного металла непробиваемый заслон. Этот фазовый переход происходит меньше чем за одну миллисекунду, что и позволяет создать защиту от различных механических воздействий. Принцип действия новой брони основан на свойствах «умных молекул», которые мгновенно соединяются в блоки при ударном воздействии, а по окончании удара расцепляются, возвращая материал в исходное вязкое состояние.

Эксперты отмечают, что т. н. неньютоновские жидкости, вязкость которых зависит от градиента скорости попавшего в них предмета, сами по себе для науки не являются. Например, так ведёт себя смесь кукурузного крахмала и воды. При медленном движении молекулы легко скользят друг вдоль друга, а при энергичном воздействии сцепляются, поглощая при этом кинетическую энергию. Кстати, именно это свойство отмечал в своём известном юмористическом рассказе «Бритва в киселе» писатель Аркадий Аверченко – современник вышеупомянутого Максимилиана Волошина.

Как говорится, кто же знал, что технологии для создания новой лёгкой брони, способной защитить личный состав от огне­стрельного оружия, настолько близки... А ведь долгое время были попытки создания именно традиционных, стальных доспехов. И если каски в ХХ веке всё-таки показали определённую эффективность в ходе боевых действий – защиту от шальных пуль на излёте и осколков,– то различные переносные бронещитки и тем более стальные кирасы лишь сковывали движения личного состава, делая его удобной мишенью и практически не защищая от огня противника.

Лёгкая каска, мягкий жилет

Увы, действительность оказалась далека от теории – может быть, не так, как запуск первого спутника от колонизации Марса, но доработки «чудо-гель» требует ещё серьёзной. И хотя защитный мягкий пластичный полимер, твердеющий при силовом воздействии, уже используется в спорте, например в костюмах горнолыжников, которые развивают высокие скорости, однако от пуль «умные молекулы» сами по себе спасать не научились.

Как говорится, стрельбой шариками из духового ружья по опытным образцам продукции хорошо заниматься на полигоне, а до боевой обстановки и серийного производства материал ещё должен «дорасти». Так что те же британцы пошли по упрощённому пути – хотя разработанный ими гель D30 для защитных шлемов сам по себе остановить пулю не может, использование его в сочетании с другими материалами позволит не только повысить надёжность каски, но и облегчить её вес, что немаловажно.

Точно по тому же пути пошли российские и американские инженеры: и у нас, и за океаном работают над новой конструкцией бронежилета с применением элементов «жидкой брони». Если говорить упрощённо, новый бронежилет состоит из особой ткани, пропитанной тем самым защитным гелем. В отличие от стандартных бронежилетов, сила от удара пули или ножа в «жидкой броне» не сосредотачивается в одном месте, а распределяется по поверхности. Это позволяет если не избежать, то хотя бы уменьшить «побочный эффект» в виде гематом (синяков), остающихся на теле от попадания пули под традиционным кевларовым бронежилетом.

Кстати, обработав защитным гелем кевларовую ткань, инженеры смогли значительно улучшить её защитные характеристики: гель при ударе, помимо собственной жёсткости, дополнительно скрепляет отдельные волокна ткани, мешая им разойтись под действием проникающего предмета. Что особенно важно, это позволяет существенно улучшить сопротивляемость бронежилета не только огнестрельному, но и холодному оружию – ведь, как известно, традиционные бронежилеты защищают от острых колющих предметов значительно хуже, чем от пуль.

Кроме того, с помощью новой технологии можно эффективно защищать не только грудь, спину и голову, но также руки и ноги солдат. Обработанная инновационным гелем ткань в обычных условиях остаётся гибкой и практически не стесняет движений человека, однако под действием энергии пули или удара ножом она твердеет – превращается в броню.

В России разработку «жидкой брони» с 2006 года курирует екатеринбургский Венчурный фонд ВПК, который планирует не останавливаться на опытных образцах, а вывести этот продукт на рынок. И уже в 2007 году специалисты провели первые испытания отечественного защитного наногеля. Российские инженеры рассчитывают использовать «жидкую броню» не только для производства СИЗ (бронежилетов, шлемов и др.), но и для усиления защиты любых других объектов – вертолётов, катеров, авто­мобилей. Вообще, сфера применения новой технологии огромна. Ведь «жидкая броня» применима не только в военных целях, но и в гражданских – для спасателей, пожарных, частных охранных служб, в горнодобывающей и аэрокосмической отраслях...

Российский «бронегель» состоит из жидкого наполнителя – полиэтиленгликоля и твёрдых кварцевых наночастиц, которые при попадании пули мгновенно схватываются, превращаясь в твёрдый композитный материал. Работает отечественный гель только со специальной тканью, состав которой держат в секрете. Британские специалисты, в свою очередь, разработали гель, совместимый с обычными кевларовыми нитями,– и это не лучше и не хуже, просто другой подход к решению проблемы.

Свой вариант «жидкой брони» разработал и испытал московский Научно-ис­следовательский институт Стали совместно с Институтом прикладных нанотехнологий из подмосковного Зеленограда. Специалисты обработали слои стандартной баллистической ткани гелиевой композицией на основе фтора с наночастицами окиси корунда.

Золотой панцирь

К нанотехнологиям можно отнести и ещё одну отечественную разработку для СИЗ. Так, ещё в 2011 году российская компания «Каменскволокно», производящая химические волокна различного назначения, представила на выставке Milipol 2011 в Париже арамидное волокно AuTx, получившее название «золотой текстиль». Волокно AuTx было разработано совместно с британской компанией Alchemy Technologies. Его основу составляет волокно гетероциклического сополимера арамидной семьи. При этом динамическая прочность AuTx вдвое больше, чем у других подобных волокон и нитей. Таким образом, бронежилеты, выполненные из «золотого текстиля», весят вдвое меньше аналогичных средств защиты, изготовленных с применением традиционного кевлара. Жаль, что первыми заинтересовались разработками «Каменскволокна» зарубежные потребители. Более того, образцы средств индивидуальной защиты, выполненные из AuTx, прошли боевые испытания в спецподразделениях США и Великобритании, дислоцированных в Афганистане. Правда, российское военное руководство всё-таки планирует в течение ближайших 15 лет создать принци­пиально новое вооружение на основе на­но­технологий для борьбы с радиационным, химическим и биологическим терроризмом.

Известно, что AuTx устойчив к огню и, следовательно, может применяться при производстве одежды для пожарных. По заявлению разработчиков, AuTx не только практически не подвержен старению, но и наоборот, прочность его волокон при хранении даже увеличивается, хотя и незначительно (примерно на 1% за 5 лет).

При производстве волокна AuTx подвергаются воздействию особого реагента, позволяющего «золотому текстилю» практически не терять своих свойств при контакте с водой, маслом и другими жидкостями. Для сравнения: традиционный кевлар теряет свою прочность под воздействием солнечных лучей и при намокании. При нагревании кевлар становится хрупким, а его хранение при высокой температуре ускоряет старение материала.

Самые прочные бронежилеты можно было бы изготовить из паутины, которая обладает особой прочностью и эластичностью, утверждают американские ученые, мнение которых приводит газета New York Times, передает РИА « Новости». Эксперты из университета Калифорнии, которые посвятили изучению своего предмета десятки лет, считают, что пауки производят настолько прочный шелковый материал, что изготовленные из него кабели по своим качествам опережали бы аналогичные продукты из ценных металлов.

Паутина более чем на 50% состоит из полимеризованного белка и рвется лишь при растяжении на 200-400%. Пауки часто используют паутинный шелк повторно, съедая нити, поврежденные дождем, ветром или насекомым. Переваривается он при помощи специальных ферментов. Каждый паук способен производить пять различных видов паутины (семь, по версии российской арахнологии). Однако наладить промышленный выпуск природной « сетки» в США до сих пор так и не удалось. Главная причина, которая мешает пустить производство паутины на поток, - в том, что эти членистоногие - хищники, в отличие от поставленных на службу человеку шелкопрядов. Потенциальное фермерское хозяйство по разведению пауков и сбору паутины столкнется с проблемой поставки кормов - различных насекомых. В противном случае пауки начинают пожирать друг друга. Американские ученые теперь пытаются раскрыть секрет производства паутины, чтобы создать ее искусственный аналог.

В статье ничего не говорится о вегетарианцах под названием Багира Киплинга - вид пауков-скакунов, которые распространены в Центральной Америке на территории Мексики, Белиза, Коста-Рики и Гватемалы. Они обитают на акациях, питаясь преимущественно растительной пищей. Может быть, они станут конкурентами шелкопряда, который, впрочем, отличается более трудолюбивым нравом по сравнению с восьминогим хищником.

Б ронежилет, как известно, вещь в некоторых ситуациях более, чем полезная, однако, еще и довольно неудобная. Во-первых, он ограничивает движения, во-вторых, достаточно тяжелый. В общем, ученые решили облегчить жизнь тем, кому приходится так себя защищать, - и разработали специальное средство, которое напоминает обычную человеческую кожу, но, по сути, является бронежилетом.

Фактически, изобретение объединило человеческую кожу и тонкую, но зато плотную нить паука. Такой биоматериал - неуязвим, очень стойкий, пули 5,56 калибра бессильны. Авторы необычной кожи - художник из Голландии Джалила Ессаиди и биолог Эль Гхалбзури.

Как говорят критики, эти двое изобретателей просто «баловались и создавали арт-проект», но в результате «открыли человечеству необычные перспективы, неожиданные суперспособности человека».

Как пояснили сами изобретатели, пуленепробиваемая кожа - это комбинация науки, природы и искусства.

Нить паука, как известно, прочнее, чем синтетическое волокно, которое используется для изготовления бронежилетов. В типичном производстве используют несколько слоев кевлара, именно поэтому защитная одежда становится очень прочной. А вот если использовать несколько наслоений из нити паука, то можно будет получить очень прочный бронежилет, который устойчив к пулям более крупного калибра. При этом такой жилет практически не будет чувствоваться. Не удивительно, что нашлось немало добровольцев, которые согласились стать подопытными - и «пересадить» себе такую кожу.

ВИДЕОРОЛИК:

Неожиданное открытие сделал научный руководитель Центра экологического выживания и безопасности Геннадий Чеурин. По его словам, он узнал истинное происхождение нецензурной брани и опытным путем доказал ее тлетворное влияние на человеческий организм в быту. Как заявил на...

Большая рептилия решила завладеть добычей кота, но несколько ударов лапой по морде заставили ее ретироваться... В штате Луизиана (США) голодный и отважный кот отогнал от найденной им пищи зубастого крокодила. На берегу реки уличный кот нашел себе...

Австралийские учёные предложили использовать нематод для обнаружения взрывчатых веществ. Самыми эффективными на сегодня детекторами считаются собаки, которые способны унюхать взрывчатку при концентрации 100 частей на квадриллион. Но при этом, увы, друзья человека ничего не могут сказать...

«Система Кадочникова» вызывала очень большой читательский интерес, и редактор журнала «Физкультура и спорт» просил меня сделать о ней статью, которая тогда же была опубликована. И не скрою, мне было очень приятно узнать, что Алексей Алексеевич...

Последние разработки детекторов взрывчатки, которые уже используются или получат распространение в ближайшее время К сожалению, до сих пор не существует технологий, позволяющих выделить в толпе человека, несущего взрывчатку. Все применяемые методы - сейчас и, видимо, в...

Каждое поколение жителей планеты сталкивается с парой-тройкой изобретений, внедрение которых существенно влияет на уклад нашей жизни и даже саму логику поведения. Проявляется это и в области охранной техники. Век назад сигнализация казалась чем-то фантастическим, полвека...

Новая редакция вопросов периодической проверки частных охранников и работников иных юридических лиц с особыми уставными задачами на пригодность к действиям в условиях, связанных с применением огнестрельного оружия и специальных средств в редакции, утвержденной протоколом заседания...

Во все времена человек пытался приобщить животных к разным сферам своей жизнедеятельности, тем самым обеспечивая себе возможность контролировать условия своего существования. И первым таким животным была собака, ставшая постоянным спутником, помощником и охранником. Как далеко...

Офицеры американской армии и полицейские в защитных целях носят тяжелые несгибаемые бронежилеты, способные обеспечить достаточный уровень защиты. Однако шелк мадагаскарского паука в 10 раз крепче кевлара, материала, использующегося в большинстве бронежилетов.

Если бы можно было изобрести способ производства паучьего шелка в промышленном масштабе, тогда бы бронежилеты изготавливались из легковесного сверхпрочного материала, способного надежно защитить тело от пуль и шрапнели.

По прошествии нескольких десятилетий с того момента когда были проведены первые опыты в этой области, у ученых есть, наконец-то, реальная возможность найти способ изготовить защитный бронежилет из шелка паука.

Помимо того, что такая идея выглядит весьма инновационной, это еще и подразумевает, что солдаты и офицеры полиции будет экипированы ультралегкими гибкими и сверхпрочными бронежилетами, способными эффективно противостоять пулям, попадающим в корпус тела. Сейчас американские солдаты носят тяжелые громоздкие, стесняющие движения средства защиты. Обычно это крайне тяжелые жилеты с, как минимум, двумя керамическими пластинами, призванными защитить от осколков гранат и пуль верхнюю часть тела военнослужащего.

Принцип действия сплошной брони заключается в том, что сила противодействия ее поверхности равносильна силе удара пули. Однако чем большую защиту предоставляет броня, тем тяжелее и неудобнее будет жилет. Самый легкий бронежилет способен защитить лишь от снаряда мелкого калибра, сила удара которого сравнительно низка. Уровень защиты сплошной брони может быть увеличен посредством добавления дополнительных защитных пластин.

Несмотря на то, что личные средства защиты очень важны, тем не менее, в инструкциях для полицейских довольно часто появляются напоминания о том, что офицер без бронежилета в 14 раз чаще рискует погибнуть от выстрела. Полицейским приходится выбирать между маневренностью, свободой в движениях и возможностью быть сраженным пулей.

Солдаты, находясь в зонах военных действий, ежедневно ходят в бронежилетах, полицейские же в менее рисковых ситуациях часто предпочитают удобство и легковесность брони средней степени защищенности. Пуля, столкнувшись с поверхностью бронежилета, оставляет на теле так называемую запреградную травму, распределяя силу удара по все плоскости тела, вследствие чего она не фокусируется в одной точке. Мягкая тканевая бронезащита замедляет полет пули или шрапнели благодаря наличию нескольких слоев, либо переплетенных волокон, которые действуют, на манер рыболовецкой сети, паутины паука.

Легковесная гибкая броня с высоким уровнем защищенности, присущим бронежилетам солдат спецвойск, до недавнего времени была только мечтой.

Считается, что ткань кевлара для мягкой бронезащиты, выпускаемая компанией DuPont, в пять раз прочнее стали, такой материал широко используется полицейскими. Однако прочность шелка паука все-таки выше его искусственных аналогов, и на протяжении нескольких десятилетий ученые предпринимали попытки создать броню в стиле человека паука.

Виток за витком исследователи пытаются собрать паучью паутину, которая легче по весу и в то же время в три раза эластичнее кевлара, но и в пять раз прочнее промышленной стали. Несмотря на размер и вес, шелк паука обладает природными способностями противостоять мощной силе удара.

В прошлом году группа немецких ученых из Гейдельбергского института теоретических наук проводили исследования с целью определить составные части того механизма, благодаря которому паучий шелк становится столь крепким. Есть два ключевых этапа производства ткани из шелка паука: мягкий вязкий гель, вначале содержится в брюшной полости паука, затем он превращается в очень прочную нить, когда гель выходит из тела паука. Результаты исследования, опубликованные на страницах Biophysical Journal, указывают на то, что компоненты, которые придают шелку эластичность, также способствуют тому, что нить становится чрезвычайно крепкой. И хотя использование в своих целях свойств шелка паука на первый взгляд не представляется посильной задачей, тем не менее, заветная цель все еще весьма далека, и на пути к ней не обходится без серьезных затруднений.

Среди вызовов, стоящих перед учеными, называют необходимость определить геном идеального шелка паука, а также найти способ, который бы позволил синтезировать белковый элемент, производящий шелк, а также следует определить метод производства такого белкового элемента в необходимых количествах.

В течение довольно длительного времени предметом исследования был представитель наиболее опасных паукообразных - черна вдова, чья паутина является исходным материалом брони, прочность которой выше кевлара и стали.

Однако при разведении пауков исследователи столкнулись с одной проблемой: пауки не могли ужиться друг с другом и беспрерывно враждовали, не производя достаточного количества материала. В 2007 году ученые из Университета Калифорнии объявили о том, что они раскрыли тайну генома шелка черной вдовы и в дальнейшем намеревались ввести искусственно созданные гены в томатные растения, что, по их мнению, могло привести к тому, что томаты производили бы шелк пауков.

Растения томатов, зерновые, бактерии, дрожжи и даже козы - все эти средства, наряду с техническими средствами, в определенное время использовались в попытке трансформировать гель пауков в твердые нити.

Тутовые шелкопряды производят тонкий шелк, но у них имеется огромный природный потенциал произвести до одного километра шелка за несколько дней. В 1999 году таиландский Технологический Институт Раджамангала сообщил, что был создан бронежилет, в котором использовалась обычная паутина, для производства которой не требуется больших затрат. Во время испытаний 16 слоев шелка были способны остановить 9-миллиметровую пулю, и жилеты, изготовленные из такого материала, успешно обеспечивали защиту от выстрелов, произведенных из оружия калибра.22.

Авторами недавнего достижения в этой сфере являются представители Университета Вайоминга, результаты их исследования появились на страницах издания «Proceedings of the National Academy of Sciences». Согласно опубликованной информации, исследователям удалось преуспеть по части генетического модифицирования тутовых шелкопрядов, которое было предпринято с целью разработки микса шелка червя и паука, который был бы столь же крепок, что и шелк паука.

Есть мнение, что Святой Грааль бронежилета из паучьего шелка удастся найти тогда, когда будет раскрыта тайна генома мадагаскарского паука, чья паутина, как считается, в 10 раз крепче, чем кевлар, такое открытие позволило бы построить заводы по производству шелка. Шелк мадагаскарского паука считается самым прочным материалом, который существует на планете, он в 100 раз крепче любого другого шелка.

Этот паук был обнаружен на Мадагаскаре в прошлом году, диаметр окружности его паутина может достигать 25 метров, такой материал чрезвычайно эластичен и его способность противостоять силе удара пули в три раза превышает аналогичный показатель кевлара.

Парашюты, воздушные подушки, спортивная одежда, рыбацкие сети - список потенциально возможного применения шелка паука можно продолжить.

На данный момент проводятся исследования на предмет его использования в медицинских целях - в хирургических нитках для швов, прочных искусственных сухожилиях и связках, а также в качестве дополнительных соединений для восстановления нервных тканей, в которых используется упругость шелка.

Резюмирую все известные на данный момент сведения о шелке мадагаскарского паука, можно сказать о том, что применение такого материала в полицейских бронежилетах станет революцией в сфере экипировки представителей правоохранительных органов.

Жилет из Фурланы (описание)

Давно я засматривалась на пряжу турецкого производителя (FURLANA ) от Alize. Но все как-то не решалась на покупку… никогда не любила “травку” и тому подобные пушистые ниточки, имитирующие мех. А тут, ну просто страх как запало в душу, так захотелось мне пушистую жилетку:) Какого же было мое удивление, когда прямо к празднику 14 февраля, я получила от замечательной рукодельницы и просто хорошего, добрейшей души человечка Лены Сакуры из блога «Мастерская настроения» очень щедрую посылочку в подарок, где в том числе присутствовали 5 заветных моточков желаемой Фурланы! Спасибо тебе, Ленчик, огроменное!

Несколько дней я ходила вокруг ниточек, охала да ахала, но вязать не решалась, так как не было подходящих спиц… Производитель рекомендует вязать спицами № 8-12 мм, а у меня дома самыми толстыми оказались спицы № 6, которыми я когда-то вязала себе пальтишко из толстой пряжи YarnArt Merino Bulky. Но, как говорится, не выдержала душа поэта, решилась на вязание шестеркой:) И знаете, вроде неплохо получилось, но думаю спицами большего размера расход ниток был бы, наверное, поменьше… В моем же случае, на жилет ушло ровно 5 моточков! Ну прям ровно, осталось всего 3 см нитки, такого точного попадания у меня еще не было:)

Немного о пряже:

Состав: 45 % шерсть, 45 % акрил, 10 % полиамид

У меня использован цвет № 203 джинс меланж (5 мотков), спицы № 6 (вязала очень свободно), совсем немного времени… и вот, демонстрирую итог!

Поделюсь с вами описанием своего вязания (на размер 36), которое ну просто до безобразия просто (не забудьте, пожалуйста, копирование данного материала возможно ТОЛЬКО при упоминании автора и активной индексируемой ссылки на Лену Мастерицу . Спасибо).

Набрала 56 петель и вязала по прямой (без убавлений и прибавлений) платочной вязкой (все ряды лицевыми) до пройм. У меня получилось 49 см.

Левая полочка = 13 петель

1 ряд - 13 петель лицевыми

2 ряд - кромочная, 2 вместе лицевой, 9 петель лицевыми, кромочная

3 ряд - 12 петель лицевыми

4 ряд - кромочная, 2 вместе лицевой, 8 петель лицевыми, кромочная

Спинка = 26 петель.

1 ряд - кромочная, 2 вместе лицевой, 20 петель лицевыми, 2 вместе лицевой, кромочная

2 ряд - 24 петли лицевыми

3 ряд - кромочная, 2 вместе лицевой, 18 петель лицевыми, 2 вместе лицевой, кромочная

Правая полочка = 13 петель

1 ряд - кромочная, 2 вместе лицевой, 9 петель лицевыми, кромочная

2 ряд - 12 петель лицевыми

3 ряд - кромочная, 2 вместе лицевой, 8 петель лицевыми, кромочная

Итого у нас поучилось:

полочки — по 11 петель, спинка - 22 петли.

Если наглядно, вот такая вот конструкция…

Со стороны пройм на плечевых срезах закрыть по 7 петель. В итоге на полочках у нас получится по 4 петли, на спинке - 8 петель.

Набираем эти петли на спицы, при этом в плечевых перемычках прибавляя по 3 петли = 22 петли (воротник) . Посмотрите на мой технический рисунок, он хоть и кривой, но может вам станет понятнее:)

Вяжем платочной вязкой вверх на необходимую высоту воротника и закрываем петли.

Все, жилет готов, осталось только дождаться теплых деньков:)

Мне, правда, не хватало пояса… Набрала 100 петель и связала 2 ряда платочной вязкой… и пояс готов! А чтобы его не терять, на полочках на одинаковой высоте связала крючком цепочки из 4 воздушных петель и аккуратно закрепила на изнаночной стороне.

Вот и все, к весне готова!

Хорошего Вам дня и отличного настроения!