How do bulletproof vests work? - Max G. Levy

Traduttore: Francesca Cipriani Revisore: Giorgia Salvato

By 1975, Richard Davis had been shot in the chest at close range 192 times.

Nel 1975, Richard Davis fu colpito da 192 proiettili a distanza ravvicinata.

But not only was he completely healthy,

Non solo ne uscì completamente illeso,

each of these bullets had been shot by Davis himself

ma ognuno dei proiettili fu sparato dallo stesso Davis

as part of a demonstration to sell his new product:

come parte della dimostrazione per vendere il suo nuovo prodotto:

the bulletproof vest.

il giubbotto antiproiettile.

Playing with firearms is always a bad idea,

Giocare con le armi da fuoco è sempre una cattiva idea

but after testing his design on empty vests,

ma dopo aver testato i giubbotti senza indossarli,

Davis became convinced that taking a bullet himself was the only way

Davis pensò che prendersi una pallottola fosse l’unico modo

to prove the vest’s efficacy.

per dimostrare l’efficacia del prodotto.

And when people saw Davis walk away with just some stinging pain

Quando la gente vide che Davis aveva solo qualche fitta di dolore

a minor cut,

e un taglietto,

avranno smesso di dubitare della sua sanità mentale,

they may have stopped questioning his sanity

and started wondering how such a light, flexible piece of clothing

iniziando invece a chiedersi in che modo un capo così leggero e flessibile

could stop a bullet.

potesse fermare un proiettile.

The secret was in the material:

Il segreto era il materiale,

a synthetic fiber invented a decade earlier

una fibra sintetica inventata un decennio prima

by a material chemist named Stephanie Kwolek.

da una chimica dei materiali di nome Stephanie Kwolek.

Her employers at DuPont had found huge success with nylon,

I suoi datori di lavoro alla DuPont, ebbero grande successo con il nylon,

the world's first synthetic fiber,

la prima fibra sintetica al mondo,

and they wanted Kwolek to create something even stronger

e volevano che Kwolek creasse qualcosa di ancora più resistente,

they could use to mass produce durable, lightweight tires.

così da poter produrre in serie pneumatici durevoli e leggeri.

Like all synthetic fibers, nylon is a polymer:

Come tutte le fibre sintetiche, il nylon è un polimero,

a long chain of repeating molecules, or monomers.

una lunga catena di molecole che si ripetono, dette monomeri.

While some polymers repeat the same monomer over and over,

Mentre alcuni polimeri ripetono lo stesso monomero più e più volte,

others chain multiple monomers in a steady pattern.

altri legano più monomeri in uno schema fisso.

It’s these two variables—

Sono queste le due variabili,

which molecules are involved and how they bond to one another—

ovvero quali molecole sono presenti e come si legano tra loro,

that give each polymer its unique properties.

che determinano le proprietà uniche di ciascun polimero.

So, seeking to build on the strengths of nylon,

Quindi, cercando di sfruttare i punti di forza del nylon,

Kwolek began a lengthy process of trial and error,

Kwolek diede inizio ad un lungo processo di sperimentazione,

combining various monomers in novel ways.

combinando vari monomeri in modi innovativi.

And one of these resulting polymers was immediately very weird.

Uno dei polimeri ottenuti si rivelò subito molto particolare.

Named Kevlar, this alternating blend of 1,4-phenylene-diamine

Era il Kevlar, una miscela alternata

di 1,4-fenilendiammina e cloruro di tereftaloile,

and terephthaloyl chloride combine at the molecular level

che si combinano a livello molecolare

to form a series of parallel chains.

per formare una serie di catene parallele.

At rest, these chains align in strict rows,

Quando sono ferme, tali catene si allineano in file rigide,

giving the polymer order and crystalline strength.

conferendo al polimero ordine e una resistenza cristallina.

But when pressure is applied, the chains wriggle around,

Ma quando si applica pressione, le catene si muovono,

allowing the material to flow like a liquid.

facendo ondeggiare il materiale come se fosse un liquido.

This so-called liquid crystal polymer was unprecedented,

Questo cosiddetto polimero a cristalli liquidi non aveva precedenti

and when Kwolek’s team spun the viscous fluid into a fiber,

e quando il team di Kwolek trasformò il fluido viscoso in una fibra,

the results were better than they could have hoped.

ottenne risultati superiori a quanto sperato.

Not only were the fibers flexible and resistant to heat, acid,

Non solo le fibre erano flessibili e resistenti al calore, agli acidi

and various chemicals,

e a varie sostanze chimiche,

when woven together, they were also stronger than steel.

ma, intrecciate insieme, erano anche più forti dell’acciaio.

Metals are incredibly sturdy because of their unique atomic bonds.

I metalli sono estremamente solidi grazie ai loro legami atomici unici.

Where non-metal molecules are typically held together by the attraction

Di solito, le molecole non metalliche sono legate dall’attrazione

between a nucleus and a set number of electrons,

tra il nucleo e un certo numero di elettroni,

metal nuclei are surrounded by a sea of shared electrons.

mentre i nuclei metallici sono circondati da un mare di elettroni condivisi.

It takes a ton of energy to overcome the strength and resiliency

Serve una tonnellata di energia per sovrastare la forza e la resilienza

of these countless bonds.

di questi legami infiniti.

So when a bullet hits a steel plate,

Quando un proiettile colpisce una piastra di acciaio,

the material can usually absorb all the impact’s energy

il metallo di solito può assorbire tutta l’energia dell’impatto

before the metal is pierced.

prima di essere perforato.

Compare this to a bullet hitting wood.

Pensiamo ora a un proiettile che colpisce il legno.

The bonds holding wood together require much less energy to break,

I legami che costituiscono il legno richiedono molta meno energia per rompersi

which is why bullets can travel much further through wood than metal.

ed è per questo che i proiettili penetrano più nel legno che nel metallo.

Kevlar’s atomic bonds are also weaker than metal’s.

Anche i legami chimici del kevlar sono più deboli di quelli del metallo.

But it compensates with a huge number of hydrogen bonds.

Ma il kevlar compensa con tantissimi legami di idrogeno.

While not as strong as the atomic bonds within molecules,

Sebbene non sia forte tanto quanto i legami chimici interni alle molecole,

the attraction of hydrogen atoms and oxygen atoms between molecules

anche l’attrazione degli atomi di idrogeno e di ossigeno tra le molecole

also requires a huge amount of energy to overcome.

resiste a grandi quantità di energia.

And when threads of Kevlar’s polymer chains are woven into fabric,

E quando fili di catene polimeriche di kevlar sono intrecciati nel tessuto,

this strength is multiplied.

tale resistenza si moltiplica.

When a bullet hits Kevlar, the mesh of highly aligned, liquid-like chains

Quando un proiettile colpisce il Kevlar,

la rete di catene perfettamente allineate, che si comporta come un liquido,

absorb huge amounts of energy,

assorbe enormi quantità di energia,

wiggling wildly while still clinging to their neighboring chains

ondulando ampiamente e restando attaccata alle catene adiacenti

via hydrogen bonds.

tramite i legami di idrogeno.

And even if a bullet does have enough energy to penetrate the Kevlar,

Anche se un proiettile avesse abbastanza energia da penetrare il kevlar,

it would be moving considerably slower with much less destructive force.

si muoverebbe comunque molto più lentamente

e avrebbe una forza distruttiva molto inferiore.

Of course, Kevlar is not immune to everything.

Ovviamente, il kevlar non è immune a tutto.

Strong forces can still be felt through the fabric,

Forze intense possono comunque essere percepite attraverso il tessuto

and its fibers gradually lose strength under ultraviolet light.

e con il tempo i raggi ultravioletti ne indeboliscono le fibre.

Additionally, new liquid crystal fibers hold up better against acid.

In più, le nuove fibre a cristalli liquidi resistono meglio agli acidi.

But Kwolek’s invention remains one of the most versatile

Ma l’invenzione di Kwolek resta uno dei materiali più versatili

and widely used materials on Earth.

e di più ampio utilizzo al mondo.

Today, companies rely on Kevlar’s lightweight impact resistance

Oggi, le aziende sfruttano la leggerezza, la resistenza agli urti

and durability in helmets, kayaks, spacecraft, and automobiles.

e la durevolezza del kevlar in caschi, kayak, veicoli spaziali e automobili.

Speakers sometimes use Kevlar because it can push air efficiently

A volte il kevlar è negli altoparlanti, perché spinge l’aria in modo efficiente

and quickly come to a dead stop when you pause your music.

e la blocca rapidamente quando si mette in pausa la musica.

And yes, it also makes excellent tires.

E sì, è anche un ottimo materiale per gli pneumatici.