由陆军和海军资助并于六月发表的新研究表明，一种新型纳米材料结构能够抵御超微型弹丸，这有望在未来带来更强的装甲。
子弹是高速金属块，旨在撕裂人体。防弹装甲，从早期的金属板到凯夫拉，再到更先进的概念，都是通过尽可能快速有效地分散能量来工作的，理想情况下会让穿着者只是瘀伤而不是被刺穿。
为了使防弹装甲有效，它需要快速分散和吸收子弹的能量，需要耐受重复冲击，并且需要足够轻便实用，以便人们愿意穿着。
凯夫拉，于 1965 年发明，强度是钢的五倍。它使得现代防弹衣成为可能，因为它在比过去轻得多的重量下提供了防护。凯夫拉仍有局限性，因为它可能被弹片撕裂或被更高能量的子弹穿透。
这项发表在《自然·材料学》上的新研究，题为“纳米结构碳的超音速冲击韧性”，表明新型材料的精确纳米结构能够更有效地阻止子弹。
“纳米结构材料作为冲击缓解材料确实很有前景，”该研究的主要作者、麻省理工学院机械工程助理教授 Carlos Portela 在一份新闻稿中表示。“关于它们，我们还有很多不知道的地方，我们正开始踏上回答这些问题并为它们广泛应用打开大门的道路。”
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研究人员发现，由热解碳构成的、包含大量支柱和开放空间的点阵结构，比具有更少吸收或扩散冲击空间的致密结构更坚固。
“我们发现这种材料能够吸收大量能量，这是由于纳米级的支柱在冲击下发生压缩，而全致密、整体的、非纳米结构的材料则不行，”Portela 说。
为了将纳米级弹丸射向碳结构，研究人员用激光照射了一张涂有金的载玻片，从而以高速推动粒子撞击目标。
在激光加速下，粒子以每秒 40 至 1,100 米的速度飞行。低端速度约为每小时 89 英里，比职业棒球大联盟投手的快速球稍慢。高端速度约为每小时 2,460 英里，比典型突击步枪的子弹快约 700 英里。
当被这些高速弹丸击中时，材料在直接受击处发生褶皱，但其余结构保持完整。由于有空间来吸收和消散能量，纳米材料结构保持完整，弹丸嵌入框架内但未穿透。
“其结构和纳米级材料尺寸效应使其具有比凯夫拉复合材料和纳米级聚苯乙烯薄膜在相同比冲击能量下高约 70% 的比能量耗散，”研究作者写道，并建议该材料的强度可以在更大范围内应用。
如果属实，这些微小的桁架将成为从地面作战人员到太空物体各种装备的新型装甲的基础。对于后者，它可以作为一种涂层，能够抵御速度高达每小时17,500 英里的碎片撞击，从而延长卫星和航天器的使用寿命。对于防弹衣而言，这不仅可以为头部和躯干提供轻便的防护，还可能足够轻便实用，覆盖士兵身体的更大范围。
提高士兵在战场上的生存能力有两种干预方式。过去一个世纪以来，战场医疗领域取得了巨大进步，止血、加速撤离和提供援助都可以减轻已造成的伤害。另一种是装甲，它常常以笨重、沉重的车辆以及笨重但救命的防弹衣和头盔的形式出现。
如果源于这项研究的装甲在相同重量下比凯夫拉更坚固，或者重量比现有凯夫拉更轻但强度相同，那么它将不再像特种装备，而更接近日常服装的便捷性和功能性。
装甲的早期进步，虽然提供了相对于现有武器的即时豁免力，但也促使了专门设计的反装甲弹药的出现，这些弹药可以增加弹丸质量和材料密度，以穿透曾经坚不可摧的屏障。面对专门设计的武器，任何源于这项研究的新型装甲都可能遇到麻烦。
这项研究的承诺是，如果它能像作者希望的那样大规模应用，它将为目前军队使用的大多数标准子弹提供更好、更轻的防护。大规模测试将决定纳米结构的能量耗散能力是否有效，从而真正做到“试验桁架，但验证”。
