Grupa naukowców z Brown University zbadała problem, który od dawna pozostaje bez rozwiązania. Tak więc kiedyś proponowano niezwykle trwały polimer PBO (polibenzoksazol) do kamizelek kuloodpornych. Na potrzeby armii amerykańskiej produkowano seryjne kamizelki kuloodporne na bazie polibenzoksazolu, które jednak po pewnym czasie zostały wycofane. Okazało się, że ten materiał kamizelek kuloodpornych ulega nieprzewidywalnemu zniszczeniu pod wpływem wilgoci. Nie przeszkadza to w produkcji i sprzedaży kamizelek kuloodpornych z różnych modyfikacji PBO pod marką Zylon, jednak niezawodność materiałów nadal pozostawia wiele do życzenia.
Problem z niezawodnością PBO polega na tym, że wykorzystuje on wyjątkowo żrący kwas polifosforowy (PPA) do rozbijania łańcuchów polimerowych podczas procesu produkcyjnego materiału. Kwas działa zarówno jako rozpuszczalnik, jak i katalizator. Cząsteczki kwasu pozostające w cząsteczkach polimeru dają się następnie odczuć podczas eksploatacji kamizelki kuloodpornej poprzez nieoczekiwane zniszczenie materiału. Jeśli zastąpisz PPA czymś nieszkodliwym, działanie polimerów PBO można radykalnie poprawić, ale w jaki sposób?
Naukowcy z Brown University wykorzystują PBO jako katalizator do budowy łańcuchów molekularnych stop nanocząstek złota (Au) i palladu (Pd). W trakcie eksperymentu zidentyfikowano optymalny stosunek jednego do drugiego – 40% złota i 60% palladu – co maksymalnie przyspieszyło produkcję polimeru. W tym przypadku rozpuszczalnikiem był kwas mrówkowy, surowiec przyjazny dla środowiska i odnawialny. Generalnie nowy proces technologiczny jest mniej energochłonny i nie tak kosztowny jak zastosowanie kwasu polifosforowego.
Po wytworzeniu nowej metody wystarczającej ilości polimeru PBO, poddano go testom, gotując go w wodzie i kwasie przez wiele dni. Materiał nie uległ degradacji, co daje nadzieję na znaczne zwiększenie wydajności kamizelek kuloodpornych przy jego zastosowaniu. W czasopiśmie ukazał się artykuł poświęcony tym badaniom .
Źródło: 3dnews.ru