ساخت زره با الیاف سبک

به‌طور حتم در بسیاری از فیلم‌های سینمایی دیده‌اید که قهرمان داستان گلوله‌ای می‌خورد و در حالی‌که شما تصور می‌کنید، او درحال دست‌وپنجه نرم کردن با مرگ است، اما قهرمان ناگهان از جایش بلند می‌شود و به مبارزه و نبرد خود ادامه می‌دهد. چرا؟ چون جلیقه ضدگلوله بر تن داشته و گلوله‌ای که به او اصابت کرده، نتوانسته به بدنش برسد! وسیله‌ای که به‌هیچ عنوان خیالی نیست و بسیاری از مأموران پلیس و همچنین محافظان شخصی از آن برای جلوگیری از برخورد گلوله و ترکش به بدن‌شان بهره می‌برند.

مقایسه با زره
در سال‌های دور، سربازان و نظامی‌ها در جنگ‌های مختلف از زره‌های فلزی استفاده می‌کردند که البته وزنشان فوق‌العاده زیاد بود اما کشف و اختراعی که در اواسط قرن بیستم میلادی شکل گرفت، هم مقاومت در برابر ضربه را افزایش داد و هم بسیار بسیار سبک بود. آزمایش‌های مختلف نشان داد که این ماده، 5برابر فولاد استحکام دارد. البته باید گفت که جلیقه ضدگلوله تنها یکی از موارد استفاده این اختراع بزرگ محسوب می‌شود.

از رویای پزشکی تا دنیای شیمی



استفانی لوئیس کولک در روز 31ژوئیه سال1923 در پنسیلوانیا متولد شد. پدرش لهستانی بود و زمانی که او 10سال بیشتر نداشت، از دنیا رفت. استفانی در سال1946 توانست از دانشکده مارگارت موریسن دانشگاه ملون مدرک شیمی دریافت کند. او دوست داشت پزشک شود و امید داشت که بتواند از شغل موقتی که در زمینه شیمی دارد، پول کافی را برای تحصیلاتش به‌دست آورد. در ادامه او توانست در شرکتی به‌نام دوپون در بوفالو نیویورک شغلی به‌دست آورد و کار در این مؤسسه او را به‌سمت اختراعی شگرف سوق داد. شرکت دوپون در سال1802تاسیس شده و کار اصلی‌اش ساخت باروت بود.

اختراع کِولار
به گزارش همشهری، در سال1964 به‌دلیل کمبود بنزین، گروه خانم استفانی کولک شروع به جست‌وجوی یک فیبر سبک اما در عین حال قوی برای استفاده در لاستیک کرد. پلی پی‌فنیلن، ترفتالات و پلی بنزامید، پلیمرهایی که او در آن زمان با آنها کار کرده بود، به شکل کریستال مایع فرم داده می‌شدند که برای ذوب‌کردن‌شان به دمایی بیش از 200درجه سانتی‌گراد نیاز بود که باعث می‌شد، الیاف ضعیف‌تر و سفت‌تر شوند. چیزی که می‌توانست برای او و تیمش در پروژه‌های جدید منحصر به فرد باشد، انجام این فرایند و ذوب کردن بین دمای صفر تا 40درجه سانتی‌گراد بود. راه‌حل، محلولی ابری، شیری‌رنگ با چسبندگی کم بود که ‌هنگام هم‌زدن درست شده و معمولاً دور ریخته می‌شد. او دوباره این آزمایش را در کنار یک متخصص انجام داد و در کمال تعجب دید که فیبر به‌دست آمده مثل نایلون به این راحتی‌ها نمی‌شکند. او دریافت که کِولار (Kevlar) نه‌تنها نمی‌شکند بلکه 5برابر از فولاد هم مقاوم‌تر است. استفانی و تمام تیمش دریافته بودند که پلیمر جدیدی را ساخته‌اند که می‌تواند شگفت‌انگیز و بسیار کارا باشد. آنها به تلاش‌های خود در راه تکمیل طرح‌شان ادامه دادند و در سال1971 کولار مدرن را معرفی کردند. البته در این مسیر خود خانم کولک چندان با فرایند توسعه کِولار در ارتباط نبود.

اختراع مهم
الیاف ساخته شده از پارا آرامید قوی و سبک که با دیگر آرامیدها مثل نومکس و تکنورا ارتباط دارد. به‌طور معمول به‌صورت نخ یا پارچه‌های بافته شده یا به‌عنوان یک بخش از مواد کامپوزیتی استفاده می‌شود. کِولار هم‌اکنون استفاده‌های فراوانی از جمله در صنایع ساخت تایر دوچرخه، بادبان‌ قایق‌های مسابقه‌ای و همچنین جلیقه‌های ضدگلوله دارد. ازجمله چیزهایی که با این ماده ساخته می‌شود، لباس آتش‌نشانی و نیز لباس مخصوص موتورسواران است که مقابل خراشیدگی مقاومت می‌کند. همچنین به‌طور عام می‌توان اینگونه بیان کرد که کولار برای تقویت قطعات مکانیکی پلاستیکی استفاده می‌شود. کولارها درجه‌بندی دارند و از روی شماره می‌توان به‌خصوصیت آنها پی برد. به‌عنوان مثال، کِولار29 در کابل‌ها و همچنین به‌عنوان ماده جایگزینی برای آزبست در لنت ترمز مورد استفاده قرار می‌گیرد. ضمن اینکه در ساخت جلیقه‌های ضدگلوله نیز از کِولار29 استفاده می‌شود.



پلیمر جدید
 استفانی و تمام افراد تیمش دریافته بودند که پلیمر جدیدی را ساخته‌اند که می‌تواند شگفت‌انگیز و بسیار کارا باشد. آنها به تلاش‌های خود در راه تکمیل طرح‌شان ادامه دادند و در سال1971 کولار مدرن را معرفی کردند. البته در این مسیر خود خانم کولک چندان با فرایند توسعه کِولار در ارتباط نبود