Tajemství neprůstřelné vesty.

28.01.2025

Co vše dokáže polymer.


Velmi často při svých úvahách, co bude tématem mého dalšího příspěvku, vycházím z aktuálního dění kolem nás a tak mne napadala témata jako např. https://www.chemiejinak.cz/l/voda-jako-ohen-dobry-sluha-spatny-pan/ při povodních nebo https://www.chemiejinak.cz/l/zabava-nebo-nebezpeci/ po silvestrovských oslavách. Zároveň se ale snažím přinášet nová témata, která mohou být poučná a zajímavá pro širokou veřejnost. Nejedná se přitom o nic nového, jen se snažím upozornit na jevy, vynálezy nebo aplikace, kde chemie sehrává nebo sehrála rozhodující roli.

Mezi tato témata zcela určitě patří to dnešní, které se zabývá chemií, související s výrobou neprůstřelných vest. Není účelem mého povídání probírat dopodrobna jak se vyrábí neprůstřelná vesta a jaké jsou její výhody či nevýhody, já se chci jen zaměřit na základní polymer, který k vývoji neprůstřelné vesty vytvořil nezbytný základ. Jedná se o materiál zvaný kevlar a jako na vynikající učební pomůcku opět odkážu na krátkou presentaci z mých oblíbených internetových stránek

https://www.ted.com/talks/max_g_levy_how_do_bulletproof_vests_work

Opět si dovolím presentovat volný zjednodušený překlad, který popisuje historii vývoje výše jmenovaného polymeru. Vše začalo již dříve v laboratořích firmy DuPont objevem nylonu, kde v rámci dalšího vylepšování jeho vlastností byly testovány různé druhy monomerů, s cílem vyrobit odolný a lehký materiál, který by byl vhodný pro výrobu pneumatik. Tak se v roce 1965 podařilo, pod vedením chemičky Stephanie Kwolek, vyrobit polymer, který byl nazván kevlar. Jednalo se o syntetický polymer, který vycházel z monomerů parafenyldiaminu a tereftaloylchloridu. Jeho struktura je nazývána jako tekutý krystalický polymer, který vytváří paralelní řetězce s velkou schopností absorbovat rázovou energii.

V roce 1975 potom výzkumník Richard Davis, provedl test tohoto materiálu, kdy na sebe vypálil 192 střel a použil jako ochranu vestu vyrobenou právě z kevlaru. Považoval tuto poměrně dramatickou ukázku jako jedinou cestu k tomu, jak přesvědčit širokou veřejnost o vynikajících vlastnostech tohoto materiálu. Je úžasné, jak struktura polymeru, velké množství vodíkových vazeb a přitažlivé síly mezi kyslíkem a vodíkem v jednotlivých vrstvách, mohou vést k takové schopnosti absorbovat obrovské množství energie, skryté ve střelách. Vlastnosti kevlaru jsou samozřejmě násobeny ve vestách jak spojením s textilem, tak použitím dalších látek jako ocel, titan nebo keramika, ale to už je jiné téma. Kevlar je dnes také používán a můžeme ho najít, i přes jeho citlivost na UV záření, v helmách, kajacích, raketách nebo autech.

Považuji tento příběh za zajímavý nejen pro popsané vlastnosti tohoto polymeru, ale zejména pro to, že ukazuje jak důležitý je výzkum, kdy při vývoji a hledání nových materiálů můžeme nakonec najít aplikace, které vůbec nebyly cílem a původním záměrem. V tom je věda, v tomto případě chemie, zcela jedinečná a fascinující.