Kevlar vs. UHMWPE: Ultramoderní materiály v neprůstřelných vestách

Rory Copinger-Symes odešel loni do důchodu od Královské námořní pěchoty, kam vstoupil v roce 1983. Během své desetileté služby zažil dramatické změny ve vybavení, které dostával, zejména v neprůstřelné vestě.

V posledních několika desetiletích se moderní neprůstřelné vesty vyrábějí ze syntetických vláken, jako je kevlar, v kombinaci s kovovými nebo keramickými pláty. Tato kombinace sice dobře zastavuje kulky a jiné hrozby, ale je těžší než předchozí materiály, které obsahovaly více vrstev balistického nylonu a někdy i desky ze skelných vláken.

Pan Copinger-Symes říká, že kevlarová neprůstřelná vesta „není nijak zvlášť nepohodlná“, ale má i své nevýhody.

„V horkém podnebí to samozřejmě není příjemné,“ řekl Copinger-Symes pro BBC. „V důsledku hmotnosti neprůstřelné vesty jsme měli tendenci omezovat ostatní nošené předměty, ale zbraně a munice byly nezbytné.“

Problémy s hmotností a pohodlím neprůstřelných vest jsou společné všem ozbrojeným složkám. Plně vybavená verze vylepšené taktické vesty americké armády se čtyřmi balistickými pláty a chrániči krku a třísel může vážit téměř 14 kg.

To je mnohem více než vesta z vietnamské éry, která vážila pouhých 3,6 kg. Každé další kilo neprůstřelné vesty zvyšuje už tak obrovskou zátěž moderních vojáků. Spolu se zbraněmi, jídlem, bateriemi a dalším vybavením nesla americká pěchota v Iráku a Afghánistánu někdy až 45 kg výstroje, což je zátěž i pro ty nejzdatnější vojáky.

Kevlar, ceněný pro svou pevnost a cenovou dostupnost, je již více než 40 let nejběžnějším materiálem pro výrobu ochranných pomůcek. Je však nahrazován novým materiálem, který nese těžkopádný název ultravysokomolekulární polyethylen (UHMWPE).

Jeho síla je dána velmi dlouhými molekulami a moderní výrobní postupy této vlastnosti využívají. U některých značek UHMWPE se uvádí, že mají 15krát větší pevnost než ocel při stejné hmotnosti.

Ačkoli rané verze těchto materiálů jsou k dispozici již desítky let, teprve v posledních několika letech se prosadily na trhu a staly se volbou pro mnoho ozbrojených složek po celém světě.

Avšak pro výrobce neprůstřelných vest je tu další komplikace. Ochrana uživatele přesahuje rámec zachycení kulky nebo střepiny. Zbroj musí také zabránit tomu, aby se energie z těchto projektilů přenesla na uživatele.

V současné době jsou nové materiály v tomto směru méně účinné. Vesta sice může zastavit kulku, ale její uživatel může zemřít. Obvyklým řešením je přidání většího množství polyethylenu a dalších materiálů, které se snaží těmto ztrátám zabránit, což samozřejmě zvyšuje hmotnost.

Colin Metzer, ředitel oddělení výbušnin a balistiky coloradské společnosti Skydex, tvrdí, že stále dokonalejší materiály situaci zlepší. Například keramické desky, které se montují do neprůstřelných vest, jsou stále lepší a v novějších verzích se používají materiály, jako je karbid boru.

„Neustále dochází k vývoji surovin, které pak mohou být integrovány zpět do neprůstřelné vesty, což zvyšuje výkon a zároveň snižuje hmotnost,“ řekl Metzer pro BBC.

I mírné zlepšení hmotnosti nebo ochrany, v ideálním případě obojího, by mohlo vojákům nebo policistům zachránit život. Někdo, kdo nese větší váhu, bude pomalejší a méně pohyblivý, což je problém pro vojáka, který se snaží rychle vylézt na strmý kopec nebo přejít řeku.

„Schopnost rychlého přesunu do bezpečí může být otázkou života a smrti,“ upozorňuje Metzer. „Nejlepším případem pro každého bojovníka je nebýt zasažen vůbec.“

V dlouhodobějším horizontu se mnozí odborníci na neprůstřelné vesty domnívají, že nanotechnologie, při níž se s materiály manipuluje na molekulární nebo nadmolekulární úrovni, by mohla znamenat extrémně lehké neprůstřelné vesty, které by se více podobaly oblečení.