世界上最好的防弹衣材料是什么？

　　估计大家都知道，凯夫拉。

　　凯夫拉（Kevlar）材料由美国杜邦公司在上世纪60年代研制成功。

　　其强度是同等质量钢铁的五倍，密度却只有钢铁的五分之一，而且韧性好易加工。

　　一经推出就火遍全球，成为了如今防弹衣的常用材料。

　　凯夫拉虽好，但它的强度还是有限的。

　　为了达到阻挡子弹的目的，一般防弹衣得用上几十层凯夫拉，再加上外部阻挡冲击的陶瓷板，一套衣服重得要死。

　　所以，有没有更强的材料呢？

　　以前不敢说，现在是真有了，最近美国纽约市立大学的研究人员就造出了一种新材料——

　　Diamene

　　其实起这个名字是有原因的，这个后面会说。

　　Diamene 是用石墨烯制成的，对，就是材料界的明星石墨烯。

　　怎么哪儿都有它……

　　是啊，如今我们熟知的石墨烯研究方向都是在电池领域。

　　但大家可别忘了，石墨烯可是世界上最薄也是最坚硬的纳米材料。

　　它是人类已知测量过的强度最高的物质，比钢铁要高 200 倍。

　　上面说了，凯夫拉的强度是钢铁的 5 倍，而石墨烯是 200 倍，你想想它有多强……

　　所以，把它造成防弹衣，岂不是更牛逼？

　　于是，科学家 Elisa Riedo 教授带领的团队，把这个想法变成了现实。

　　具体的实现方式和理论研究，都发表在《Nature Nanotechnology》上了，比较深奥，我也看不太明白。

　　但是你只要知道，Diamene 是由碳化硅基板上的两片石墨烯片组成的就行了。

　　为什么会用两片呢？

　　这件事也是很神奇，研究团队说，当两片石墨烯对齐叠在一起时，这种材料便拥有了一种奇妙的特性——硬化效应。

　　普通状态下，材料就跟铝箔一样轻便灵活。

　　可一旦受到突然的机械压力时，它会突然“硬化”，变得比钻石还硬！

　　这是什么概念……

　　大家都知道钻石的莫式硬度是 10，基本是世界上最硬的东西了，而 Diamene 还更硬。。

　　这还没完，用两层的情况下 Diamene 刚度也是最强，来看看应力试验。

　　右图紫色那条代表 10 层石墨烯片

　　蓝色那条是 5 层石墨烯片

　　再来看看两层的

　　红色的线便是 2 层的情况

　　很明显，曲线越陡，刚度越强，所以两层是最好的。

　　这里插一句，上面提到了硬度、强度、刚度三个指标，估计有朋友会分不清，我简单解释一下。

　　硬度是用来衡量材料本身够不够硬的，比如手机屏幕被钻石划伤，代表玻璃硬度不如钻石。

　　刚度和强度要放一起看，刚度代表抵抗弹性形变的能力，强度代表抵抗断裂或永久变形的能力。

　　我举个牙签和皮筋的例子吧，牙签不易变形，皮筋一碰就变形，所以牙签的刚度比皮筋大。

　　但是继续发力，牙签可能很快就断了，皮筋反而不会断，所以皮筋的强度比筷子大。

　　回到 Diamene。

　　它的强度又是世界第一，硬度也差不多是世界第一，刚度也不错，而且又轻又薄，简直是开了挂的方案啊……

　　所以你知道它名字的由来了吧，Diamene = Diamond + Graphene（钻石+石墨烯）。

　　即便用钻石做的子弹打我我也不怕，这真的是开了挂啊……