Về cơ bản, nguyên tắc sử dụng của những chiếc áo giáp rất cứng này là chúng sẽ phản hồi lại một lực tương đương với lực bắn của bom đạn và lẽ dĩ nhiên là áo giáp càng cứng thì sẽ càng nặng. Những chiếc áo giáp nhẹ hơn được thiết kế chỉ để bảo vệ cơ thể người mặc chống lại những loại súng nhỏ, trong khi đó thì những chiếc áo giáp cao cấp hơn lại có khả năng bảo vệ cao hơn do chúng có những túi nhỏ được đặt vào bên trong miếng gốm để giảm lực tác động.
Tầm quan trọng của áo giáp là không phải bàn cãi, các bản báo cáo cũng đã chỉ ra rằng nguy cơ tử vong do đạn bắn với những người không mặc áo giáp cao hơn 14 lần so với những người mặc áo giáp. Tuy nhiên thì mặc áo giáp cũng đồng nghĩa với việc tốc độ và sự nhanh nhẹn bị giảm đi ít nhiều.
Trong khi các binh sĩ Mỹ phải mặc áo giáp do những khó khăn và nguy hiểm trong lúc làm nhiệm vụ mang lại thì công việc của những nhân viên thực thi pháp luật khác lại ít nguy hiểm hơn. Do đó họ thường được trang bị những chiếc áo giáp nhẹ và dễ cử động hơn. Những chiếc áo giáp này bảo vệ người mặc trên nguyên tắc làm rộng vùng tác động của các chấn thương từ đó làm giảm lực tác động khi người mặc trúng đạn. Chúng có khả năng làm chậm tốc độ của những viên đạn bằng nhiều lớp vải bố trí với nhau theo kiểu lưới nhện.
Việc phát triển một loại áo giáp có trọng lượng nhẹ, độ linh hoạt cao, dễ cử động nhưng vẫn có thể bảo vệ được cơ thể người mặc khỏi những tác động lớn vẫn luôn là một vấn đề làm đau đầu các nhà nghiên cứu. Trước đây, sợi kevlar đã được sử dụng trong những chiếc áo giáp, chúng có độ bền gấp 5 lần độ bền của thép nhưng nếu so sánh với độ bền của tơ nhện thì sợi kevlar vẫn còn thua kém khá nhiều. Chính vì vậy mà các dự án phát triển áo giáp tơ nhện vẫn luôn được phát triển trong nhiều năm qua nhằm mang lại một loại áo giáp siêu việt hơn.
Các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực này đã chứng minh được rằng tơ nhện nhẹ hơn nhưng lại đàn hồi hơn gấp 3 lần so với sợi Kevlar và bền hơn ít nhất là năm lần so với thép. Một đăc điểm tuyệt vời nữa của tơ nhện tự nhiên đó là nó có khả năng hấp thụ một lượng lớn lực tác động dù cho kích thước và khối lượng vô cùng khiêm tốn.
Năm ngoái, một nhóm nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu lý thuyết Heidelberg tại Đức đã nghiên cứu về những bí ẩn đằng sau sợi tơ nhện tự nhiên. Họ đã phát hiện ra sợi tơ nhện được cấu thành từ hai chất: một chất nhầy tạo ra ở vùng bụng của con nhện và sợi tơ rất bền mỗi khi con nhện bắn ra. Kết quả của nhóm nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Biophysical Journal, từ đó mở ra một hướng phát triển những sợi tơ mềm mại và có tính đàn hồi cao để sử dụng cho áo giáp.
Những sợi tơ nhện trông thì có vẻ đơn giản nhưng để con người đã vấp phải vô số những trở ngại trong việc đưa chúng vào những bộ áo giáp. Một số những khó khăn có thể kể đến như chưa tìm được loại gen nhện tạo tơ lý tưởng, việc tổng hợp các protein từ tơ nhện và phương pháp để sản xuất một khối lượng tơ lớn.
Trong một thời gian dài, các nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu tơ của một trong những loài nhện nguy hiểm nhất thế giới: loài nhện “góa phụ đen”, tơ của loại nhện này có những đặc tính khá thích hợp để chế tạo áo giáp như nhẹ, bền và chắc. Nhưng cuối cùng thì giải pháp nuôi loài nhện này để lấy tơ đã không được lựa chọn do chúng có đặc tính sinh sản kỳ lạ: Con cái sẽ giết chết con đực sau khi giao phối, chính vì thế mà chúng ta sẽ không có được đủ lượng tơ cần thiết.
Dẫu vậy thì các nghiên cứu trên nhện góa phụ đen vẫn chưa dừng lại. Vào năm 2007, những nhà khoa học tại đại học California công bố rằng họ đã xác định được gen của nhện góa phụ đen. Trên cơ sở này họ đã tiến hành tiêm loại gen này vào cây cà chua với mục tiêu làm cho cà chua có thể cung cấp tơ nhện. Tiếp theo cây cà chua một số loại cây trồng, vi khuẩn, nấm men, thậm chí là cả sữa dê đã được các nhà khoa học tìm cách để kết hợp gen với tơ nhện. Những phương pháp này đều đã đạt được những thành tựu nhất định. Công việc mà các nhà khoa học cần phải làm đó là kết hợp những kết quả này để tìm ra một phương pháp chế tạo tối ưu nhất.
Bên cạnh áo giáp làm bằng tơ nhện thì các nhà khoa học cũng đã đưa ra giải pháp áo giáp làm từ tơ tằm. Tơ tằm cũng có một số tính chất tự nhiên khá giống với tơ nhện và chúng có thể được sản xuất với số lượng lớn. Vào năm 1999, viện công nghệ Rajamada ở Thái Lan đã công bố phát triển thành công một loại áo giáp làm bằng lụa tơ tằm với chi phí thấp. Các thử nghiệm cho thấy 16 lớp áo lụa tơ tằm có thể ngăn cản được một viên đạn 9 mm, áo giáp làm từ lụa tơ tằm có thể ngăn được súng trường tốc độ cao và súng ngắn nòng 0,22 ly.
Gần đây các nghiên cứu tại đại học Wyoming đã đạt được những thành tựu mang tính đột phá trong lĩnh vực chế tạo áo giáp. Kết quả của họ đã được công bố trên tạp chí của Viện Hàn Lâm Khoa Học Quốc Gia, theo đó họ đã thành công trong việc kết hợp giữa tơ tằm và tơ nhện để tạo ra một loại tơ mới.
Loại tơ được sử dụng để kết hợp với tơ tằm là tơ của một loài nhện khổng lồ có nguồn gốc từ Madagascar. Loại tơ này có độ bền lớn hơn 10 lần so với sợi kevlar, chúng có thể được sản xuất đại trà trong những nhà máy dệt sợi tơ tằm, ngoài ra thì tơ của nhện khổng lồ cũng chắc hơn gấp đôi so với tơ nhện thông thường. Đây được coi là loại tơ nhện chắc nhất thế giới.
Không chỉ dùng để chế tạo áo giáp mà loại tơ này còn có tiềm năng ứng dụng rất lớn trong việc sản xuất dây dù, dây câu, túi khí và các loại dây đánh cá. Hơn nữa nó cũng có thể được sử dụng trong ngành y tế để khâu vết thương, nối các khớp xương hay chế tạo dây gân nhân tạo. Tuy rằng nghiên cứu này mới chỉ thành công ở mức cơ bản và những nhà khoa học vẫn cần thêm nhiều thời gian đề nghiên cứu nhưng loại tơ nhện này cũng đã mở ra một hướng phát triển đúng đắn hỗ trợ con người chế tạo ra một loại áo giáp siêu nhẹ và siêu bền.
Tham khảo: Foxnews
