Εκτός από ίνες υψηλής απόδοσης, κεραμικά, μέταλλα και έξυπνα υλικά, ανθρακονήματα, μη υφαντό ύφασμα από πολυαιθυλένιο υπερ-υψηλού μοριακού βάρους (ύφασμα UD) και ορισμένα σύνθετα υλικά μήτρας χρησιμοποιούνται επίσης συνήθως σε δομές αλεξίσφαιρων γιλέκων. Συχνά χρησιμεύουν ως βοηθητικά ή υποστηρικτικά στρώματα, βελτιώνοντας τη συνολική προστατευτική απόδοση και τη μείωση του βάρους.
1. Ίνα άνθρακα – Υψηλής-αντοχής, ελαφρύ υλικό στρώματος απορρόφησης κραδασμών
Ενώ το ίδιο το ανθρακονήματα έχει περιορισμένες δυνατότητες βαλλιστικής προστασίας, ο υψηλός συντελεστής και η χαμηλή πυκνότητά του το καθιστούν ιδανικό υλικό στρώματος υποστήριξης ή αντικραδασμικής προστασίας.
Χρησιμοποιείται συνήθως σε σύνθετη θωράκιση, τοποθετημένη πίσω από κεραμικά ένθετα για να απορροφά την υπολειπόμενη ενέργεια κρούσης, να αποτρέπει το σπάσιμο της πίσω πλάκας και να μειώνει τον κίνδυνο τραύματος από αμβλεία δύναμη.
Έχει επίσης ευρείες εφαρμογές στις βαλλιστικές δομές ελικοπτέρων, δεξαμενών και πλοίων. για παράδειγμα, οι υβριδικές σύνθετες πλάκες αραμιδίου/ανθρακόνημα μπορούν να μειώσουν το βάρος περισσότερο από 30% σε σύγκριση με τις παραδοσιακές πλάκες χάλυβα.
2. Unidirectional Fabric (UD Fabric) – Μια προηγμένη μορφή ινών υψηλής απόδοσης-
Δεν πρόκειται για νέο υλικό, αλλά για ένα σύνθετο ύφασμα που κατασκευάζεται με μονής κατεύθυνσης διάταξη ινών πολυαιθυλενίου ή αραμιδίου υπερ-υψηλού μοριακού βάρους και στερέωσή τους με ρητίνη.
Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά υφαντά υφάσματα, το ύφασμα UD παρουσιάζει πιο ομοιόμορφη τάση στις ίνες, υψηλότερη απόδοση μεταφοράς ενέργειας και σημαντικά βελτιωμένη αντοχή σε εφελκυσμό.
Στο ίδιο επίπεδο προστασίας, το ύφασμα UD μπορεί να μειώσει το βάρος κατά 20%-30% σε σύγκριση με τα παραδοσιακά υφάσματα αραμιδίου, καθιστώντας το ένα από τα ελαφρύτερα και ισχυρότερα μαλακά αλεξίσφαιρα υλικά που είναι διαθέσιμα αυτήν τη στιγμή.
3. Ρητίνη και πολυμερή μήτρα – Η αόρατη «δομική κόλλα»
Σε ύφασμα UD, σύνθετα ένθετα και άλλες δομές, οι θερμοσκληρυνόμενες ρητίνες (όπως η εποξειδική ρητίνη) διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη συγκόλληση των ινών και στη μεταφορά της τάσης.
Οι ιδιότητες της ρητίνης επηρεάζουν άμεσα τη συνολική ακαμψία και την ικανότητα διάχυσης ενέργειας του υλικού. Αν και δεν παρέχει άμεσα «αλεξίσφαιρη» προστασία, είναι ένας σημαντικός παράγοντας που καθορίζει την αποτελεσματικότητα της αλεξίσφαιρης προστασίας.
4. Φυσικές ίνες (Ιστορικές Εφαρμογές) – Πρώιμα Πρωτότυπα Αλεξίσφαιρων Γιλέκων
Στα τέλη του 19ου αιώνα, το πολυστρωματικό μετάξι χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή αλεξίσφαιρων γιλέκων, ικανά να αντέχουν σε σφαίρες πιστολιού χαμηλής-ταχύτητας, αλλά αυτά ήταν ακριβά και πρόσφεραν αδύναμη προστασία και έκτοτε καταργήθηκαν σταδιακά.
Η σύγχρονη έρευνα περιστασιακά εξερευνά σύνθετα υλικά από μετάξι αράχνης. Για παράδειγμα, το Πανεπιστήμιο του Τρέντο στην Ιταλία εμφύσησε γραφένιο σε μετάξι αράχνης, επιτυγχάνοντας αντοχή 3,5 φορές μεγαλύτερη από το φυσικό μετάξι αράχνης, επιδεικνύοντας πιθανές εφαρμογές, αλλά η μαζική παραγωγή δεν έχει ακόμη ξεκινήσει.
5. Νέα σύνθετα πρόσθετα – κλειδί για τη βελτίωση της κεραμικής απόδοσης
Κατά τη διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης αλεξίσφαιρων κεραμικών, προστίθενται σκόνες πολλαπλών φάσεων πρόσθετων (όπως Y2O3, AlN, κ.λπ.) για τη βελτιστοποίηση της δομής των κόκκων, τη βελτίωση της πυκνότητας και την αύξηση της αντοχής σε κρούση.
Αν και αυτά τα ίχνη πρόσθετα δεν αποτελούν ανεξάρτητα το αλεξίσφαιρο στρώμα, είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτίωση της προστατευτικής απόδοσης κεραμικών υψηλής ποιότητας, όπως το καρβίδιο του πυριτίου και το καρβίδιο του βορίου.
