自人類社會誕生之日起,戰爭的陰雲始終如影隨形,人們在叢林法則的驅使之下,持續創造著輝煌的文明,也不斷卷入無情的殘殺。隨著科技水平的提升,從原始落後的冷兵器到威力巨大的火藥,戰場上武器變得越來越先進,人類的血肉之軀反倒愈發不堪壹擊。
正如自然界中存在亙古不變的矛盾對立壹樣,當兵器出現的時候,防護裝備便同時出現了,它們像壹對冤家對頭糾纏不休,只不過相比之下後者顯然更具正義感,因為它唯壹的使命是保護人類寶貴的生命。
硬度為王:令人生畏的鋼鐵重裝冷兵器時代的戰場是血腥殘酷的,俗話說殺敵壹千自損八百,面對受傷而死的同伴,人們很早以前就幻想有壹種神奇的衣裝,穿上它能刀槍不入,在戰鬥中免受傷害。
於是世界各地的人們不約而同發明了盔甲,壹切能夠獲取的堅硬材料都被用以制作盔甲,最初是竹片、木片、生皮,隨著鋼鐵冶煉技藝的成熟,迎來了盔甲的巔峰之作。
在很多反映中國歷史的小說裏,“瘊子甲”都是無法超越的神壹般的存在。據《夢溪筆談》記載,唐宋時期羌地戰亂不休,當地人在長期實踐中用冷鍛工藝將鋼片反復鍛打至輕薄,制成壹種堅硬無比的鎧甲,為了觀察鍛打進度,鋼片末端保留壹小塊像瘊子壹樣的凸起不鍛,故得其名。
北宋名將韓魏公曾做試驗測試瘊子甲的防護效果,他命強弩手相隔五十步猛烈射擊,瘊子甲竟毫發無損,唯有壹支箭塹入穿繩用的孔洞中,而箭鏃已被磨平,可見其防護性能之強,於是宋軍開始廣泛借鑒這種制甲方法。現代科學研究認為,正是冷鍛工藝使得鋼鐵中少量的碳元素分布均勻,從而大大提高了瘊子甲的硬度。
將鎧甲重量做到極致的是古羅馬的重裝騎兵,堪稱令人生畏的移動堡壘,士兵和戰馬全身穿著厚厚的鐵甲,頭戴遮蓋面部的鋼盔,手腳都有嚴密保護,關節處也能隨意活動,面對他們的集群攻擊,再勇猛的敵軍也壹籌莫展。可是重裝騎兵也有致命的缺點,就是靈活性太差,甚至摔倒後根本無法靠自己站起來。
以柔克剛:輪胎材料引領護具革新為了對抗刀劍的攻擊,古人不斷提高盔甲的硬度和厚度,可是隨著火藥用於戰場,人們驚訝地發現,原先堅硬無比的鋼鐵盔甲,面對火器居然不再管用了。
19世紀諾貝爾用硝化甘油制造出安全雷管,炸藥威力得到空前提高,不久戰場上出現了威力巨大的自動步槍,精度和射程遠非手槍可比。壹系列新式兵器的相繼問世,讓兩次世界大戰成為恐怖的絞肉機,史無前例的傷亡數字警醒著世人:是時候升級防護裝備了。
科學家統計得出,戰場上造成士兵傷亡的最主要原因,是身體被子彈或者炮彈碎片穿入所致,所以必須找到可以抵抗彈丸沖擊的材料,用來制作防彈衣。
20世紀60年代,杜邦公司研發出壹種新型材料凱夫拉,原本打算用來生產汽車輪胎,有利於減輕能源消耗。不久美國軍方專家開始註意到凱夫拉的不同尋常:結實耐磨、強度大、耐高溫、重量輕,這不正是苦苦尋找的防彈衣原料嗎?
與傳統的鋼鐵護甲不同,凱夫拉具有極強的強度和抗張性,在受到子彈高速沖擊時,會迅速將沖力傳導至附近的每壹根纖維,並發生彈性形變,產生巨大的反作用力把彈頭擠壓成蘑菇狀,在此過程中子彈的動能被持續消耗,速度大大降低,最終被防彈衣攔截下來。
從蛛網到蠶絲——終極防護衣何時練成?用合成材料制作的防護裝備,雖然具有原料易得且成本低廉的優勢,但性能很難保證絕對穩定,比如在受到強烈陽光照射的情況下,或者被水浸泡,凱夫拉就會快速老化而失去防護功能。於是科學家又將目光投向了生物材料,很多時候它們表現出的神奇性能,是最頂尖的人造材料也無法媲美的。
蛛絲的優良特性近年來開始引起材料科學家的關註,這種由蜘蛛吐絲器分泌的蛋白質分子以高度有序的方式排列而成,看似柔軟實則堅韌,強度相當於同樣體積鋼絲的5倍!但讓科學家頭疼的是,蜘蛛結網是為了捕食需要,吐絲量非常有限,單靠飼養蜘蛛來獲得生產防彈衣的原料簡直是癡心妄想。還能有什麽辦法呢?
有人提出可以通過轉基因技術,將控制蛛絲合成的基因整合到綿羊基因上,這樣蛛絲就能和羊毛壹樣高產,這主意聽起來不錯,只是難以操作,時至今日科學家還未能把它變成現實。
作為古老的絲綢之國,中國早在元代就有用蠶絲和棉花打造護甲的嘗試,近日蠶絲又壹次被中國科學家選中,用以制作防護裝備。在我們的印象中蠶絲堅固程度並不是很高,但科學家發現,蠶絲的強度隨家蠶頭部運動軌跡的不同而變化,只要設法控制家蠶吐絲時頭部的運動方式,就能得到強度更高的蠶絲。
總之,自古以來隨著科技水平的提升,武器也進行著叠代創新,迫使防護裝備不斷升級以適應戰場環境,這場矛與盾的交鋒何時能夠分出勝負?