余風(fēng)

好萊塢科幻大片《終結(jié)者2：審判日》，無疑是上個世紀(jì)科幻片中的超級經(jīng)典之作，片中兩個來自未來世界的機(jī)器人終結(jié)者T800和T1000的形象塑造堪稱完美。特別是T1000是一個可以在液、固兩態(tài)之間切換的機(jī)器人，它在通過鐵柵欄時，能把部分身體變成液態(tài)，從而悄然無息地潛入任何地方。除此之外，它的另一個本領(lǐng)是能變成任何它接觸過的人和結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜的物體，并且隨意變型的身體能成為方便的殺人武器。由于它的身體全部是用特殊的液態(tài)金屬制成，它還能能抵擋高速飛行的子彈，并在中彈后立刻恢復(fù)原狀。

其實，液體防彈技術(shù)并非只存在于科幻大片中，隨著科技的發(fā)展，它已經(jīng)成為現(xiàn)實——2015年4月，波蘭莫拉泰克斯紡織技術(shù)研究所研制出液體材料STF和MRF，并用它們制造出新型液體防彈衣，不僅重量比傳統(tǒng)的防彈衣更輕、更柔韌，而且還能提供更加安全的保護(hù)，可擋下以450米/秒速度射出的子彈。

實際上，早在2006年，美國陸軍研究實驗室（ARL）和特拉華州立大學(xué)合成物質(zhì)研究中心（UDTC）的科學(xué)家就已運用新型納米科技成功研制出一種“神水”——“剪切增稠液”STF，并用它制造出美軍新一代戰(zhàn)斗服。

此后，在2011年1月13日舉辦的國際防務(wù)產(chǎn)品展上，英國BAESystems公司展示了其研發(fā)的一款“液體防彈衣”。這種新型防彈衣使用了一種特殊的液體防彈材料——“防彈奶油凍”，這種液體材料與英國人常喝的蛋奶糊具有某些相似點：當(dāng)?shù)澳毯患訜岵⒈粩嚢钑r，它就會變稠變厚；而這種特殊液體材料在受到子彈撞擊后，也會迅速變厚變硬。

2013年11月，我國也成功研制出液體防彈衣。據(jù)項目研發(fā)團(tuán)隊帶頭人、中國工程物理研究院研究員鐘發(fā)春博士介紹，用該材料制作的防彈衣比傳統(tǒng)防彈衣的厚度減少45%，防彈性能提升30%左右。該項成果的誕生，不僅是我國新材料領(lǐng)域的一個革命性重大突破，也使我國成為世界上繼美國和英國之后第三個掌握該項技術(shù)的國家。

如果進(jìn)行防彈功能大PK的話，普通防彈衣在新型液體防彈衣面前簡直弱爆了——普通防彈衣由20～40層“凱夫拉”防彈纖維構(gòu)成，不易分散子彈的沖擊力，容易對人體造成深度創(chuàng)傷；而STF液體防彈衣則由“凱夫拉”防彈纖維和特殊液體構(gòu)成，能抵抗速度達(dá)450米/秒的子彈，它可以迅速分散子彈的沖擊力，有效減緩子彈對人體的傷害，防彈性能卓越。

那么，STF液體防彈衣為什么會具有這樣強(qiáng)大的防彈功能？

這要從STF的特性說起。STF是一種看似普通的淡藍(lán)色液體，卻擁有一種獨一無二的神奇“變身”本領(lǐng)——當(dāng)用塑料棒輕輕攪拌它時，它與普通的液體并沒什么兩樣；但一旦加快攪拌的速度和力量，它就會越來越黏稠，幾乎瞬間就會從液體變成固體。

STF之所以具有這種神奇的本領(lǐng)，是因為它是一種處在固液混合狀態(tài)的納米粒子溶劑，由聚乙二醇和懸浮在其中的堅硬粒子組成。聚乙二醇是一種應(yīng)用廣泛的無毒液體，能承受的溫度范圍很廣，與許多有機(jī)物都有著良好的相溶性，能溶于水、乙醇和其他許多有機(jī)溶劑。它的化學(xué)性能穩(wěn)定，不水解，不變質(zhì)，不易與化學(xué)品發(fā)生反應(yīng)，同時，它安全無毒，對眼睛和皮膚都不會產(chǎn)生明顯刺激。

STF的另一個成分是非常堅硬、極其細(xì)小的硅微粒。當(dāng)流動性很強(qiáng)的聚乙二醇液體和堅硬的硅微粒結(jié)合后，就會形成一種性能不同尋常的材料。當(dāng)運動緩慢時，硬質(zhì)粒子能夠到處運動，因此STF呈現(xiàn)的是液態(tài)；但當(dāng)運動迅速時，硬質(zhì)粒子互相碰撞，阻礙了彼此的運動，液體就變成了異常堅固的固體。但一旦運動變緩慢，固體又會很快變成液體。

根據(jù)STF的這個特性，人們制造出了平時很柔軟、但當(dāng)受到強(qiáng)力沖擊時就會變得堅固無比的新型“液體裝甲”。

“液體裝甲”的制作過程并不復(fù)雜：把目前通用的“凱夫拉”防彈背心織物放在STF中浸泡一下，即大功告成——當(dāng)STF滲入織物后，通常狀態(tài)下它是以液態(tài)的形式存在。但是，當(dāng)織物受到?jīng)_擊壓緊時，STF就會立刻變成堅硬的固體，使織物更強(qiáng)韌，難以被穿透；同時，它還會把子彈等造成的沖擊力沿織物迅速向四周擴(kuò)散，大大降低單位面積的壓強(qiáng)，從而將子彈對人身體的損傷降到最低程度。而當(dāng)沖擊力消失之后，STF又恢復(fù)液體狀態(tài)，織物也重新變軟，便于人體活動。

此外，STF也可以被灌裝在傳統(tǒng)防彈衣的夾層內(nèi)，這樣當(dāng)子彈或彈片打到這種新型防彈衣上時，里面的液體會在子彈（或彈片）的壓力作用下瞬間轉(zhuǎn)化為一種硬度極高的物質(zhì)。當(dāng)外部壓力消失后，這種高硬度物質(zhì)又恢復(fù)到液體狀態(tài)。

STF納米防彈材料是一種成本低、重量輕的新材料，可以抵御尖釘、刺刀和子彈的襲擊，其防彈能力不僅大大優(yōu)于此前制造防彈衣的專用頂級材料“凱夫拉”，而且彈性更好、更薄，潛在用途非常廣泛，不僅可以用來制造防護(hù)服、頭盔、手套、靴子和汽車裝甲，為軍人和警察提供保護(hù)，而且還能廣泛應(yīng)用于運動裝備、汽車保險杠、減震器、高速列車、土木工程、生產(chǎn)機(jī)床、體育器材以及日常安保器材。

據(jù)美國軍方測試，STF納米防彈材料對世界上所有的制式小口徑輕武器的防護(hù)率和對人體的覆蓋率都達(dá)到了100%，因此在防護(hù)性能方面，可以說用STF制造的“液體裝甲”是目前世界上防護(hù)力最好的裝備。

另一方面，在靈活度方面，傳統(tǒng)的鋼板防彈衣以及“凱夫拉”制成的防彈衣，不僅厚重，而且非常堅硬，無法用于制造需要彎曲折疊的褲子和袖子，因此只能保護(hù)軀干部分，無法保護(hù)人體的頸部、肩關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、腿部和肘部等許多關(guān)鍵部位和彎曲部位。而這些部位由于經(jīng)常活動和彎曲，即使穿戴了其他防護(hù)器具，也非常容易受到傷害。

利用STF制成的新型防彈衣，質(zhì)地柔軟堅韌，可以制造全套盔甲，保護(hù)包括頸部、肩關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、腿部和肘部等在內(nèi)的人體的任何部位。而且，無論人的身體如何彎曲，防彈衣的防護(hù)性能都不會受損。因此，它完美地解決了防彈衣防護(hù)能力與輕便靈活性的歷史性難題。

當(dāng)然，如果僅僅是研制出STF液體，波蘭莫拉泰克斯紡織技術(shù)研究所根本稱不上是創(chuàng)新，畢竟，這種材料美國人早就研制出來了。實際上，波蘭人的創(chuàng)新之處在于，除了STF液體外，他們還創(chuàng)造出了另一種可以加固“凱夫拉”防彈衣的材料——磁流變液體MRF。

MRF是一種充滿鐵粒子的油狀物。通常，液體中的表面活性劑環(huán)繞著粒子，并保持它們懸浮在液體中。一般來說，鐵粒子占總液體容量的20%～40%。

這些鐵粒子體積非常小，直徑只有3～10微米。不過，它們對液體的黏滯度有很大的影響。在磁場環(huán)境下，粒子排成一列，液體迅速變得濃稠。名詞“磁流變液”就是來自于這種效果，磁力可以同時改變磁流變液體的形狀和黏度。

當(dāng)沒有電流流過電線時，防彈衣會很柔韌，但是打開開關(guān)后，電流開始在電線中流動，制造出一個磁場，這個磁場會立刻使防彈衣變得更硬、更堅固。將開關(guān)撥到相反的位置后，電流就會停止流動，防彈衣又重新變得柔韌。

未來，穿上這種防彈衣后，士兵們也許能更加坦然地走上戰(zhàn)場，警察們也許能更加無懼地面對兇徒。（責(zé)任編輯/清揚(yáng)）