Учёные предполагали, что листы из графена должны быть достаточно жёсткими, из-за их плотной одноатомной структуры. При этом, до сегодняшнего дня никто не проверял этот материал в качестве брони для защиты от удара пули.



В своей работе, опубликованной в журнале Science, команда Университета Райса, США, описывает создание миниатюрного полигона в своей лаборатории и использование его для проверки графена на прочность.

Поскольку учёные до сих пор не нашли путей массового производства листов графена больших размеров, при проведении этого эксперимента исследователи сосредоточили свои усилия на очень малых масштабах. Для стрельбы в качестве пороха использовались золотые нити, испаряемые лазером. Взрыв толкал микронные стеклянные пули в графеновые цели, состоящие из пакетов листов графена, соединённых вместе и образующих бронелист толщиной 10-100 нанометров. Скорость микропуль достигала 600 м/сек (примерно треть от скорости реальной пули). Для измерения воздействия на графеновые листы использовались методы электронной микроскопии.

Исследователи обнаружили, что листы графена в состоянии гасить энергию пуль, растягиваясь подобно сетке батута. При меньшем количестве листов в них появляются крошечные радиальные трещины — гасящие при этом ещё больше энергии.



При анализе результатов исследователи обнаружили, что графен оказался вдвое прочнее кевлара, и в десять раз прочнее стали. Выражаясь языком цифр, графен способен поглощать энергию около 0.92 МДж/кг, в то время как сталь при сопоставимых условиях обычно поглощает около 0.08 МДж/кг.

Способность графена рассеивать энергию исследователи объясняют высокой степенью жёсткости в сочетании с низкой плотностью — а это означает, что энергия может перемещаться по графену очень быстро, при этом эффективно поглощаясь и рассеиваясь в пространство.

Источник