O que é Kevlar? Por que os coletes Kevlar são à prova de balas?

3 meses ago
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Kevlar é um tipo de plástico com uma resistência à tração muito alta. As moléculas estão alinhadas paralelamente umas às outras e são muito estreitamente ligadas, tornando o material à prova de balas.

O homem da Idade da Pedra usou madeira, folhas, pedra, seiva e metal (eventualmente) para sua sobrevivência. Usamos colchões feitos de palha, algodão, espuma ou borracha e às vezes molas metálicas. Os quadros de cama são normalmente feitos de madeira ou metal. Os travesseiros são compostos de penas, lençóis e capas de travesseiros são algodão ou linho, e cobertores grossos contêm camadas de pano e até mesmo componentes elétricos para fins de aquecimento. E isso é tudo por uma noite de sono!

Homem de idade de pedra meme diga o que

Não só nós ainda usamos muitos materiais naturais, mas também usamos uma ampla gama de materiais sintéticos (feitos pelo homem). Os plásticos são talvez os mais proeminentes desses materiais sintéticos e possuem uma ampla gama de aplicações. Eles são usados ​​para fazer sacos de polietileno, cadeiras de plástico, Tupperware, garrafas e palitos para beber (entre milhares de outros itens), enquanto plásticos extremamente fortes como o Kevlar são usados ​​para fazer peças de aeronaves e materiais à prova de balas!

O que é Kevlar?

Kevlar, como mencionado anteriormente, é um material sintético fabricado por uma empresa química chamada DuMont. Falando cientificamente, o Kevlar é basicamente poli-para-feniletil-tereftalamida.

Kevlar estrutura: do que Kevlar é feito?

Kevlar é um polímero, o que significa que ele possui unidades que estão se repetindo e se unindo para formar uma molécula muito maior. No caso de Kevlar, as unidades repetitivas formam cadeias. Essas cadeias se alinham paralelamente umas às outras por conta própria, como Crystals líquidos (usadas na fabricação de TVs LCD), mostrando o que é conhecido como comportamento nematico. As cadeias são reticuladas com ligações de hidrogênio, que é o que dá ao material a sua força de alta tensão.

Estrutura molecular de Kevlar

Estrutura molecular básica de Kevlar (Créditos fotográficos: cacycle / Wikimedia Commons)

Quando o polímero está em uma forma concentrada muito e quente, é forçado através de uma peneira, o que dá origem a fibras longas e espessas que são tecidas em tapetes ou camadas super rígidas. Este material é agora chamado de Kevlar.

Folha de Kevlar

Uma folha espessa de Kevlar (Picture Credits: Membeth / Wikimedia Commons)

Kevlar tem uma resistência à tração de cerca de 8 vezes mais do que a de um fio de aço. A resistência à tração é basicamente a resistência oferecida por um material contra uma força para evitar o alongamento.

Também é relativamente leve em peso para um material tão forte. Tem uma resistência muito alta ao calor (decomposa em cerca de 450 ℃), e ao contrário da maioria dos outros plásticos, ele não derrete nem se expande ao aquecer. Também é altamente resistente ao frio e não se torna frágil a temperaturas muito baixas. É altamente resistente à abrasão de qualquer tipo.

Kevlar vem em muitos tipos; Principalmente, existem diferentes tipos de Kevlar que variam em qualidade. Os mais usados ​​são Kevlar K29 e Kevlar K49.

Para o qual Kevlar é usado?

Como esperado, Kevlar é usado para muitas coisas. As suas aplicações industriais incluem a utilização de mangueiras, cintos e materiais de reforço. Também pode ser usado para fazer partes de aeronaves, suportar cascos de navio e reforçar os pneus.

Também é usado na fabricação de equipamentos esportivos, como cascos de canoa, peças de carros de corrida, snowboards, skates e pranchas de surfe, bem como a fabricação de equipamentos de segurança como luvas e capacetes de esporte motor.

Mais famoso, é usado na confecção de coletes à prova de balas, capacetes e outros equipamentos militares leves. Sapatos de equitação, vestuário de combate a incêndio, armaduras corporais e almofadas corporais também dependem das qualidades únicas de Kevlar.

Colete Kevlar

Um colete Kevlar (Créditos fotográficos: Wikipedia)

 Recentemente, uma empresa de vestuário ao ar livre chamada Vollebak fez um hoodie com fibras Kevlar. O capuz pode literalmente sobreviver a temperaturas extremas, como as dos pólos de Marte ou a superfície de Mercúrio. O hoodie é altamente resistente à abrasão e quase indestrutível!

Kevlar: um material à prova de balas

O que faz as balas tão incrivelmente prejudiciais é a sua velocidade muito alta. Claro, a velocidade varia de arma a arma, mas todos se movem muito rápido! Os rifles têm balas com uma velocidade muito maior – e, portanto, um poder mais penetrante – do que as balas tiradas de revólveres.

Os materiais à prova de balas funcionam absorvendo a energia cinética do tiro disparado e dissipando-o para que a velocidade da bala diminua para quase zero, o que diminui a potência penetrante e o dano que é feito.

Quando uma bala atinge um colete de Kevlar, fica presa na rede de fibras fortes, que absorve e dissipa a energia, reduzindo drasticamente o impacto da bala. Isso acontece porque as fibras estão alinhadas com tanta força que é preciso uma grande quantidade de energia para separá-las. Às vezes, o colete é forte o suficiente para causar as balas que o atingem para se tornar distorcida ou dobrada.

Obviamente, quanto mais camadas de folhas de Kevlar, maior o poder de absorção. Dependendo do grau de Kevlar usado e do número de camadas, os coletes podem mais ou menos ser feitos à prova de balas.

Estes coletes também são usados ​​como armaduras contra facas e punhais por motivos semelhantes. Outra vantagem adicional é a sua peso leve em comparação com as suas contrapartes de aço, que uma vez foram usadas pelos cavaleiros medievais.

Meme de cavaleiro blindado

Kevlar é, obviamente, um material fantástico, mas tem certas desvantagens. Obviamente, é muito caro, pois é difícil de fazer. Para que seja usado de forma mais pública e exaustiva, novas técnicas no processo de fabricação devem ser encontradas para torná-lo menos caro. Kevlar também tem uma propriedade de compressão pobre, então as inovações devem ser feitas para aumentar esse elemento deste material. Embora a sua maior vantagem seja a sua força de tração super-alta, isso também torna incapaz de flexibilidade, o que, obviamente, é muito importante para o movimento quando é usado para fazer coletes ou trajes corporais.

Descobertas e invenções continuam a ser feitas em relação ao Kevlar, pois é um material muito importante e podem ter aplicações inovadoras. De muitos anos a partir de agora, você pode usar ternos Kevlar em uma base diária apenas porque você é uma pessoa desajeitada que cai com muita frequência. Seu carro pode até ter pára-choques protegidos por Kevlar.

Agora, eu posso estar ficando à frente de mim mesmo, mas talvez algum dia possamos  seguramente jogar carros antiquados no mundo real!

Referências:

  1. Universidade da Califórnia, Los Angeles
  2. Fundação Nacional de Ciências
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