js金沙澳门娱乐|js金沙澳门娱乐app|下载

研发平台

Business
研发平台 Scope Of Business

石墨烯高强度大面积柔性可拉伸防弹、防穿透材料项目


图片2.png


    项目简介:


  本项目的研究方向是大面积柔性可拉伸高强防弹穿透材料及产业应用,主要研发将极难穿透的石墨烯结合到有序微纳结构的柔性可拉伸弹性薄层,利用石墨烯阻挡爆破弹片并用极高密度弹性触点分散冲击力。新技术除用于与国家安全相关的军事用途外,还用于急剧增长的政府执法人员及民间保安人员等的民用市场。

图片1.jpg


    项目负责人:


  简贤博士研究领域涉及碳材料CVD生长机理、储能材料、二维材料研究。研究方向为新型功能材料、半导体材料与器件、新能源材料与器件。2012年,首次采用气体诱导法实现了螺旋碳纳米材料的批量化可控制备;2016年实现了石墨烯胶囊以及碳胶囊的可控制备技术。


    原理设计图


研究方向与重要性


本项目的研究方向是大面积柔性可拉伸高强防弹穿透材料及产业应用,主要研发将极难穿透的石墨烯结合到有序微纳结构的柔性可拉伸弹性薄层,利用石墨烯阻挡爆破弹片并用极高密度弹性触点分散冲击力。新技术除用于与国家安全相关的军事用途外,还用于急剧增长的政府执法人员及民间保安人员等的民用市场。


国内外现状


防弹衣是指“能吸收和耗散弹头、破片动能,阻止穿透,有效保护人体受防护部位的一种服装”。通常它以软质材料(芳纶等)为内衬,以硬质材料(特种钢板、超强铝合金等金属材料或者氧化铝、碳化硅)作为面板和增强材料[1]。美国“尖峰装甲”公司推出的“龙鳞甲”防弹衣,由小块陶瓷防弹瓦和新型防弹纤维编织成鱼鳞状防护甲。据资料显示,龙鳞甲被7.62mm标准军用弹在6米击中40次,都不会被击穿,并且还可以挡住7.62mm钢芯穿甲弹;9mm微型冲锋枪对它根本没效果。其售价也高昂,一套“龙鳞甲”售价5000美元,比普通防弹衣高出3到4倍。目前,“龙鳞甲”新型防弹衣已广泛用于全美特种部队。采用龙鳞甲技术,也使得防弹衣产品重量大大减轻,便于士兵行动。一套龙鳞甲防弹衣的重量仅在6公斤左右。另外一款美国最优秀的防弹衣“拦截者”,更能抵抗俄制AK-47突击步枪和SVD狙击枪的杀伤力。其唯一的问题是重达8公斤,整片胸甲结构透气性能差,且不舒适。

美国莱斯大学的研究人员近期发现[2],当以一颗微小的硅粒以3000米/秒的速度射向单层石墨烯,这种石墨烯结构的材料可迅速分散冲击力,并能中断通过材料的外展波,承受冲击的性能远胜钢铁(能力比钢材强10倍)和凯夫拉等材质。这次实验中硅粒的初速达到了步枪的3倍,测试证明,如果在宏观层面应用石墨烯拥有非常强大的防弹能力。 


目的与指标


本计划的目的是发展大面积柔性可拉伸高强防弹穿透材料。即发展石墨烯基复合特种功能材料,抗冲击强度比目前先进的芳纶材料(凯夫拉)基的防弹衣提高10%;并且可以任意折叠,做到真正柔性。通用产品原型总面积约为350平方厘米防弹衣成品在未加挡板前重量不高于2.3 kg, 防护等级达GA41-2010警用标准2级,价格降低在1200元以下。专用产品原型在通用产品原型指标上按需求相应提高。


创新性与竞争优势


传统的防弹衣主体是由如芳纶纤维(即凯夫拉)编织的防弹背心,在背心面或夹层添加陶瓷或钛合金挡板。本指南建议的研究创新性在于大面积和低成本生产柔性可拉伸高强防弹穿透防弹背心,虽然石墨烯用于防弹穿透于2014年已有论文在Science期刊报导,但只论证微米级的小样品;本年初,无论大面积(不小于200平方厘米)的完整单层石墨烯和有序微纳结构的弹性薄层都相继研发成功,为本指南建议的研发创新性提供科学可行性支撑,由于完整单层石墨烯和有序微纳结构的弹性薄层都是我国自主研发成果,所以在生产该集成产品领域我国具有产业化竞争优势。另外,为应付价格敏感的市场需求,我们采用将小面积石墨烯片交联成大面积片,进一步降低成本。


项目进度


此项目目前还处于研发阶段,预计未来一年内可完成项目开发,两年内进行项目完成产品行业标准及质量第三方认可,并成立公司全面启动产品量产与销售。


Baidu
sogou