الجرافين أقوى من الفولاذ في الحماية ضد الرصاص

قام باحثون أمريكيون بإجراء اختبارات باليستية مصغرة لإثبات مدى فعالية استخدام مادة الجرافين كدرع حماية ضد الرصاص، وذلك عن طريق رمي كرات بالغة الصغر من ثاني أكسيد السيليكون، والمعروف أيضا باسم السيليكا، على ورقة من الجرافين.

وفي مجلة “سيانس” Science العلمية، أفاد الباحثون بأن طبقات بسماكة الذرة من هذه المادة يمكن أن تكون أقوى من الفولاذ عندما يتعلق الأمر بامتصاص الآثار.

ويتكون الجرافين من صحيفة من ذرات مفردة مرتبة على شكل خلية العسل، وتمتاز هذه المادة بأنها رقيقة وقوية ومرنة وموصلة للكهرباء.

واستخدم جاي-هوانج لي من جامعة ماساتشوستس في أمهرست وزملاؤه أشعة الليزر لمراقبة رصاصات السيليكا بالغة الصغر وهي تخترق ورقة من الجرافين بسماكة 10 و 100 طبقة.

وقارن الباحثون طاقة الكرات الحركية قبل وبعد اختراق صحائف الجرافين، وكشفت الملاحظات باستخدام مجهر إلكتروني أن الجرافين يقوم بتبديد الطاقة عن طريق التمدد في شكل مخروط ثم تبديدها في اتجاهات مختلفة.

وأظهرت الاختبارات البالستية المصغرة أن القوة والمرونة والصلابة غير العادية التي يتمتع بها الجرافين سمحت لها باستيعاب ما بين 8 إلى 10 أضعاف الآثار التي يمكن للفولاذ تحملها.

ومع ذلك، أسفرت الطريقة التي ردت بها صحائف الجرافين الرصاصات بالغة الصغر أيضا عن حفرة أوسع تأثيرا، الأمر الذي قد يكون عيبا محتملا في الجرافين. لذا اقترح جاي-هوانج لي أن الجمع بين الجرافين ومادة أخرى أو أكثر قد يشكل مركبا قادرا على حل هذه المشكلة.

وفي عام 2010، تقاسم الباحثان أندريه جييم وكونستانتين نوفوسيلوف من جامعة مانشستر، المملكة المتحدة، جائزة نوبل في الفيزياء لاكتشافهم مادة الجرافين.

وكشفت دراسة أخرى نشرت في مجلة “نيتشر” Nature هذا الاسبوع أن صحائف الجرافين تسمح لجزيئات البروتون بالمرور من خلالها، وهي خاصية من شأنها تحسين كفاءة خلايا وقود الهيدروجين.