كم تعرف عن السيليكون الكربوني الواقِع؟

عادةً ما نرى مثل هذا المشهد في الأفلام: يندلع تبادل لإطلاق النار، تطير الرصاصات، ويُهاجم البطل برصاصة تصيب صدره، لكن كما هو متوقع، يستعيد وعيه ويفتح معطفه للكشف عن سترة مقاومة للرصاص سليمة، مع رصاصة لامعة موزعة بشكل كامل نتيجة التأثير. هل توجد حقًا مثل هذه السترات الواقية من الرصاص في الحياة الواقعية، أم أنها موجودة فقط في الأفلام؟

أصبحت سترات الحماية المضادة للرصاص والألواح الواقية الصلبة معدات قياسية لإنفاذ القانون والعسكريين. ومع ذلك، فإن درع الجسم الناعم يمتلك مستوى حماية منخفض ويمكنه فقط مقاومة هجمات الرصاص البطيء، أما الرصاص عالي السرعة فيمكن مقاومته فقط باستخدام الألواح الواقية الصلبة التي يتم عادة إدراجها في السترات الناعمة لتوفير حماية إضافية. بالمقارنة مع درع الجسم الناعم، تكون الألواح الواقية الصلبة أثقل بكثير، لكن ألواح السيراميك المركب العادية يمكن أن تلبي جميع متطلبات الناس من حيث الوزن والأداء والسعر. حاليًا، هناك العديد من أنواع السيراميك المضاد للرصاص، ومن بينها يُعتبر كربيد السيليكون المادة المثالية لصنع معدات الحماية ضد الرصاص بسبب قوته العالية ووزنه الخفيف. يحتوي كربيد السيليكون (SIC) على هيكلين بلوريين رئيسيين: β-SIC المكعب وα-SIC السداسي. كربيد السيليكون هو مركب ذو رابطة كووالنت قوية، حيث تمثل الرابطة الأيونية بين Si-C حوالي 12% فقط، مما يمنح SIC العديد من الفوائد مثل خصائص ميكانيكية أفضل، مقاومة جيدة للأكسدة، مقاومة جيدة للتآكل ومعامل احتكاك منخفض. بالإضافة إلى ذلك، لديه استقرار حراري جيد، قوة حرارية عالية، انخفاض في معامل التمدد الحراري، نقل حراري عالٍ، مقاومة جيدة للصدمة الحرارية ومقاومة للتآكل الكيميائي، وما إلى ذلك. كل هذه الأمور جعلت SIC مفضلة لدى الخبراء العسكريين في مختلف الدول وحققت تطبيقات واسعة في العديد من المجالات. ومع ذلك، فإن لـ SIC عيبًا خطيرًا - بنية الجزيئات تحدد مرونته المنخفضة. عند حدوث التأثير، يمكن لكربيد السيليكون ذي القوة الفائقة مقاومة الطاقة الحركية الهائلة للرصاصة وسحقها فورًا إلى شظايا، خلال هذا الوقت، بسبب المرونة المنخفضة، قد يتصدع SIC أو حتى يتحطم إلى قطع. لذلك، لا يمكن للألواح SIC تحمل إطلاق النار المتكرر، ويجب استخدامها كألواح ذاتية الاستخدام. ومع ذلك، وفقًا لعدد من الباحثين في مجال جزيئات المواد، يمكن تعويض ومكافحة المرونة المنخفضة لـ SIC نظريًا عن طريق التحكم في عملية الصهر وإعداد الألياف السيراميكية. بمجرد تحقيق ذلك، سيحسن بشكل كبير من تطبيق SIC في مجال الحماية ضد الرصاص، مما يجعله المادة الأكثر مثالية لصناعة معدات الحماية ضد الرصاص.