21世紀的盔甲—當代防彈科技 (The Amour of 21th Century – Anti-Ballistic Technologies)

最近深水埗區發生了一宗槍擊案,相信大家都已參閱過各大媒體的報導,詳細案情小編就不再重複了。



無論打槍擊遊戲或是警員搜捕槍手時,防彈背心都是一種不可或缺的護具,這篇文章會重點說明防彈衣的保命原理及最新的物料科技。



廿一世紀的兵器庫裡,槍械仍然是主流的戰爭武器。各式各樣的手槍,衝鋒槍,自動步槍以及狙擊槍,都離不開同一個原理:燃點並引爆火藥,爆炸令槍管氣體澎漲,繼而推動彈頭以高速射出。



發射出的子彈具有一定的殺傷力。那是由於高速運動的彈頭加上細小的彈頭面積令強大的能量轉移在一個很小的接觸面上發生 (例如用同樣的力度按壓手臂時,用一支針比用根手指感覺更痛,更可能會刺穿)。這樣會令目標接觸面承受極大的壓力,若然接觸面強度(Compressive strength)不足,便會被穿透。所以血肉之軀的我們不幸被擊中,肯定會嚴重受傷。 防彈衣的作用就是以高強度物料為人們提供額外的物理保護。根據防彈衣的用料, 一般可分為硬性防彈衣和軟性防彈衣。

  1. 硬性防彈衣(Hard body amour)




硬性防彈衣(Hard body amour) 主要是使用高強度金屬製造, 直接利用金屬的強度阻擋彈頭進入身體。最初的防彈衣都是主要使用高強度金屬製造,外形跟中古時代的騎士盔甲相若。即使是現在也有使用鋼板的防彈背衫,雖然防彈性能高但其重量亦會令長期穿著的人機動性下降,因此很多裝備製造商開始研究輕巧且可防彈的物料來解決這問題 – 防彈瓷磚



2. 軟性防彈衣 (Soft body amour)



軟性防彈衣主要是利用化學或生化複合物來編織製成。其原理是以高強度物質編織的多層網狀結構欄截彈頭, 延長撞擊的時間使衝擊力減少並阻擋彈頭進入身體。可能大家都已知某些較有名的複合材料,如“強度比鋼絲硬5倍的蜘蛛絲”、“純碳纖維Kevlar”等等。但其實現在還有許多新的物料或技術優化這些舊有的科技。

A. 絲蛋白(Fibroin)



蜘蛛絲中的絲蛋白,其高延展及低密度的物理特性一向是被業界認為是上等的避彈衣材料。但由於飼養蜘蛛及提取蜘蛛絲的技術、金錢以及時間成本高,業界便對其生化結構進行研究並且嘗試以不同方法仿製類似的纖維取代蜘蛛絲或以其他途徑獲取原料。目前的優化技術大多以基因改造的方法獲取蜘蛛的絲蛋白或提升絲蛋白的效能, 包括使用基因改造的方法令真菌、大腸幹菌和蠶蟲生產蜘蛛的絲蛋白、也有基因改造山羊令其乳腺生產羊奶同時分泌絲蛋白以供提取。

B. 超高分子聚乙烯 (Ultra-high molecular weight polyethylene, UHMWPE)



UHMWPE 是 大力馬纖維 (Dyneema Fibre) 品牌裡的一種產品。從名字上感覺像是一種新型高科技物料,其實這是一種由聚乙烯(Polyethylene,PE)製成的塑膠纖維。PE塑膠在我們的生活很常見,但用作防彈級別的聚乙烯是特別一點。相比起一般塑料用品級別的複合物,高濃度的PE溶液經過特別的工序處理,分子串的排列比一般PE更緊密、方向性亦更一致。這種超高分子聚乙烯的強度是綱絲的15倍,原料亦不難獲取,編製成的防彈衣輕巧、堅韌又舒適,其防彈效果亦不比其他硬性防彈衣差,性價比非常高。UHMWPE 纖維亦有用作生產其他護具,如防割防火的手套,有興趣的讀者可自行google一下。

希望大家看過這篇文章後,對於防彈衣的認知不再停留於綱板和蜘蛛絲的層次😅

若讀者們搜尋到其他更先進的材料亦歡迎提出讓大家開開眼界 ^^

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