كيف تعمل الاشياء: الزجاج المُضاد للرصاص


كيف تعمل الاشياء: الزجاج المُضاد للرصاص

ندما ترى زجاجًا مضادًّا للرصاص قد تظن للوهلة الأُولى أنه مطابق تمامًا للزجاج العادي ولكن بمجرد بدء إطلاق الرصاص ستعرف أن هناك فرقًا كبيرًا.
بمجرد اصطدام الزجاج العادي بقوة بأي شيء سيتهشم ويتناثر منه مئات القطع الصغيرة، ولكن هذا ليس الحال مع الزجاج المقاوم للرصاص والمُصمم ليتحمّل عِدّة طلقات من الرصاص اعتمادًا على سُمكه ونوع السلاح الذي يتم إطلاق الرصاص مِنه.

ولعلّكم قد تسائلتم يومًا ما الذي يجعل هذا الزجاج مختلفًا عن الزجاج العادي رغم التطابق الشديد بينهما ويسمح له بصدّ عِدة رصاصات مندفعة نحوه بسرعة تصل إلى 1220 كيلومترًا في الساعة ؟
هذا ما سنجيب عليه اليوم في أول مقال من مقالات سلسلة “كيف تعمل”والتي سنتعرّف فيها على طريقة عمل الكثير من الأشياء من حولنا بشك مبسط وسهل.
في البداية دعونا نسأل هل الزجاج مادة صابة أم سائلة ؟ في الواقع الزجاج نوع خاص من المواد الصلبة يُسمّى Amorphous solid أو المواد الصلبة الغير متبلوّرة في هذه المواد تكون الذرات والجزيئات ثابتة غير متحركة ولكنها لا تُشكِّل بللورات بل مُوزّعة عشوائياً وبالتالي فالزجاج ثابت ميكانيكياً مثل المواد الصلبة ولكنّه يملك توزيعاً غير مُنظّم لجزيئاته مثل السوائل، تتكوّن هذه المواد عند إذابة مادة صلبة في درجات حرارة مرتفعة جداً ثم تبريدها بسرعة وهو ما يحدث عند تصنيع الزجاج.
كل مُنِتج مِن مُنتِجي الزجاج المقاوم للرصاص له طُرقه الخاصّة في التميّز، ولكن جميعهم يتّبِعُون منهجًا واحدًا وهو إضافة طبقة من مادة البولي كاربونات – Polycarbonate بين طبقتين من الزجاج العادي في عملية تُسمّى Lamination أو “التصفيح أو التغليف” ينتُج عنها مادة ثخينة تشبه الزجاج، مادة البولي كاربونات هي مادة بلاستيكية “من البوليمرات البلاستيكية الحرارية” شفّافة قوية تُعرف بأسماء أُخرى مثل Lexan أو Makroclear.

الزجاج المُضاد للرصاص عادة ما يكون سمكه بين 7 و 75 ملّيمتر، عند إطلاق رصاصة على هذا الزجاج فسوف تخترق الرصاصة الطبقة الخارجية من الزجاج ولكن ستعمل الطبقة الثانية من مادة البولي كاربونات على امتصاص طاقة الرصاصة وإيقافها قبل أن تصل إلى الطبقة الأخيرة من الزجاج. سُمك الزجاج كما ذكرنا هو ما سيحدد قدرته على صد رصاصات أقوى، فالرصاصة التي يتم إطلاقها من بندقية أو قنّاصة طاقتها وسرعهتا أكبر بكثير من تلك التي تم إطلاقها من مسدس عادي.
الزجاج العادي غير مرن وبالتالي عند اصطدام رصاصة به سيتحطم مباشرة

في الزجاج المضاد للرصاص: عند اصطدام الرصاصة بأول طبقة سوف تتكسر ولكن الطبقة التالية ستكون مرنة وستعمل على امتصاص طاقة الرصاصة المتبقية إلى أن تتوقف
هناك أيضًا زجاج مُضاد للرصاص مِن اتجاه واحد ليسمح لمن يتم إطلاق الرصاص عليه بالدفاع عن نفسه، ويُصنع عن طريق استبدال طبقة البولي كاربونات التي ذكرناها بطبقتين إحداهما هشّة والأُخرى مرِنَة.
عندما يتم إطلاق رصاصة على هذا النوع من الزجاج من الخارج فستخترق الرصاصة الطبقة الهشّة في البداية ثم ستتناثر أجزاؤها حول نقطة التصادم (الأجزاء ستتكسر وتتناثر ولكن لن تتساقط لأنها متماسكة بفعل الطبقة التي تليها تمامًا كزجاج السيارات الامامي) لتمتص جزء من طاقة الرصاصة عبر مساحة كبيرة ثم يأتي دور الطبقة المرِنَة لتمتص الجزء المتبقي من طاقة الرصاص وتوقفها.
الآن تخيّل عندما يتم إطلاق الرصاصة من الداخل ستصطدم الرصاصة في البداية مع الجزء المرن وبالتالي ستكون قوة الرصاصة مُركّزة على منطقة صغيرة ما سيتسبب في ثنيّ هذه الطبقة ثم ستتحطم الطبقة الهشّة نتيجة ذلك الضغط تلقائيًّا نحو الخارج وبعد ذلك ستخترق الرصاصة الطبقة المرِنَة.