Сучасні засоби індивідуального захисту дедалі частіше стикаються з протиріччям: що вищим є рівень захисту, то важчими і менш зручними стають бронежилети та шоломи. Ідеальною формулою могла б стати броня, яка в звичайних умовах залишається легкою і гнучкою, але в момент удару моментально перетворюється на непробивний бар'єр. Саме таку технологію запропонували дослідники з Міського університету Нью-Йорка (CUNY). Вони представили матеріал, який при зовнішньому впливі швидко твердне.
В основі нового матеріалу лежить графен - найтонший у світі матеріал, що складається з одного шару атомів вуглецю, збудованих у гексагональну решітку. Графен уже давно вважається диво-матеріалом через свою надзвичайну міцність, гнучкість та електропровідність. Однак тепер учені пішли далі: наклавши два шари графену один на одного з точним кутом зсуву і піддавши їх певній структурній напрузі, вони домоглися того, що під час раптового навантаження (наприклад, при влученні кулі) матеріал різко змінює свою внутрішню структуру, стаючи майже настільки ж твердим, як справжній алмаз.
У звичайних умовах «подвійний графен» залишається гнучким і м'яким. Але коли на нього різко діє велика сила - наприклад, удар кулі - виникає миттєвий фазовий перехід. Вуглецеві зв'язки всередині матеріалу перевпорядковуються, утворюючи короткочасно структуру, аналогічну алмазу. Цей процес називається ударно-індукованою фазуючою трансформацією, і він відбувається за частки наносекунди. Щойно вплив припиняється, структура повертається в початковий стан. Це робить матеріал не тільки надміцним у момент небезпеки, а й придатним для повторного використання без втрати властивостей.
Сучасні бронежилети з кевлара або вуглецевих волокон ефективні, але громіздкі. Новий матеріал може забезпечити такий самий - або навіть кращий - захист за товщини, вимірюваної в нанометрах. Це відкриває можливості для створення надлегких бронежилетів, які будуть носитися, як звичайний одяг, не обмежуючи рухів.
Новий матеріал може знайти застосування в авіації та космонавтиці, де кожен грам ваги критично важливий. Наприклад, він може використовуватися для захисту життєво важливих компонентів від мікрометеоритів або уламків, а також для створення надлегких обшивок, що зберігають свою форму і міцність навіть в екстремальних умовах. Завдяки гнучкості у звичайних умовах, матеріал ідеально підходить для гнучкої електроніки, захисту смартфонів і носимих пристроїв, які потребують міцності, але не товщини.
Поки що матеріал пройшов лабораторні випробування, але вчені вже працюють над масштабованістю його виробництва. На горизонті - інтеграція в тканини, пластикові композити і навіть напилення на металеві поверхні. Зрештою, така технологія може змінити не тільки військовий захист, а й дизайн ґаджетів, архітектуру будівель і захист транспортних засобів.
