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工业新材料与警用特种器械的发展
(510232广东警官学院技术系 景畅)
摘要：材料科学不断推出新技术解决应用问题，新材料在警用装备领域发挥重要作用：警用特种器械近年来受到了空前的重视，发展的脚步也正与新材料工业的发展密切相关,其功能的开发和完善，依赖于复合材料、功能材料、生物材料和结构材料的进步,新一代的警用装备将更加依赖材料学的研究及成果。
关键词：新材料 特种器械 杀伤力 比动能
材料是能够供人类制造有用器件的物质,新材料是指在一定历史时期内对科学技术的进步和国民经济发展起到重要作用、成为该时期内科技发展和技术先导的材料。科学技术是第一生产力。新材料逐渐改变了传统的产品结构和产业结构，成为各行各业发展和技术变革的基础。当代的新材料有三个明显的标志：一是新材料的开发与生产需要知识密集和技术密集的条件，是多学科发展成就的综合成果，二是新材料的开发与制备与新技术、新工艺密切相关，一些新材料是在超高压、超高温、超真空、超高纯等极端条件下制备的，因而具有传统材料无法比拟的优异性能；三是新材料的品种形式多样、进步快、可以根据需要更新换代。这些特点决定了新材料有广阔的应用空间。新型结构材料、新功能材料、复合材料等这些工业新材料已经越来越多应用于警用武器装备，有效地促进了刑事科学的技术进步、提高了警务效能，甚至逐渐推动了警务战略的调整和警察意识的转变。
警用特种器械近年来受到了空前的重视，发展的脚步也正与新材料工业的发展密切相关。
一、警用特种器械
（一）警用特种器械的概念
警用特种器械是能产生作用使生命机体暂时失去抵抗能力而不会被致命性杀伤，也不会留下永久伤残;使非生命机体暂时被阻止有效运行，而不致被造成大规模破坏的特种武器。长期以来，我国选择一些军队现装备的武器来装备公安和武警，因此警用武器多年来主要以强杀伤武器为主。“杀伤”一词并没有明确的概念界定。按照现代的理解，应指个体战斗人员不能继续所担任的任务，亦即 1 是丧失了战斗力。但杀伤性武器作用于生命机体一般都是直接引起死亡或身体破坏，所以又称致命性武器。致命性武器主要是用于防暴的武器、弹药及其附属装置，配用其他的防暴措施和装备，控制*和各种暴力刑事犯罪活动,这些武器在公安工作的维护社会治安、打击犯罪中发挥了不可磨灭的作用，并且随着高科技的发展，也不断朝精良、威力强大方向发展。但是，由于特殊的工作性质，军用武器的强致命性和强破坏力的特点并不能完全适应警用武器的要求；特别是随着社会的转型，警察及执法人员在执法任务中常常处于因素多变、目标多变并且环境特殊的紧急情况下，既要快速、准确、可靠和有效地打击少数武装顽抗的暴徒，还要充分地考虑场合环境，使用的武器不能损伤群众和造成环境设施的损坏。面对这样的要求，常规警用武器的缺点也渐渐暴露出来。因此，专门对付新的犯罪行为的警用特种器械应运而生。所以，警用武器除了应继承军用武器某些特性之外，还必须按其自身的特点与要求，建立其适用的警用武器体系。其中,非致命性的警用特种器械的开发和使用越来越受到重视。这些警用特种器械的选择应该是杀伤力适中、破坏性小、精确性好，与致命性武器各有千秋，达到功能的补充。因此，也将其归类为警用器械装备，该文称其为警用特种器械。
（二）警用特种器械的功能
高科技的发展，使警用特种器械的种类越来越多，功能也越来越趋于合理、有效。主要有：
1、保护功能
保护执行任务的警察免受伤害并防止设备受到破坏。主要有个体保护类和主动防御类两种。有防弹衣、防射头盔、防强光射伤眼睛的护目镜、装有耳机的电子隔音护耳套及电子防弹、防爆设施，等等。
2、追堵、拦截缉捕功能
警察经常执行围追堵截犯罪嫌疑车辆和嫌疑人的任务，而且这些基本上是近距离操作，使得工作的危险性高、难度大。典型的有在广西追捕番禺劫运钞车大案嫌疑人、追捕董文语、马家爵等重案的犯罪嫌疑人等。使用现代的记录、麻醉、控制用的特种器械往往可以置对方于难以招架的境地，从而顺利完成任务。担负这种功能的主要有电警棍、电击手枪、强光手电、噪声炸弹、爆燃弹、烟雾弹、染色弹、麻醉器、缉捕网(网枪)、橡皮子弹、路障 2 等。
3、观察、搜救功能
在许多情况下，警察担负搜救、追逃、营救人质等任务。典型的有救助登山、落水的危急人员、考察复杂地形等。用于此类任务的有新型飞机、特种警用汽车和攀爬、切割等功能用具。
4、驱赶功能
为防止聚众活动激化酿成极端事件，在需解除带有暴力趋向的群体时使用。如催泪弹、高压水枪、水炮等。
二、工业新材料与警用特种器械的发展
科技就是警力、就是战斗力，这已成为越来越多的人的共识，也在警用器械装备的发展方面体现的犹为充分。上述警用特种器械功能的发展和完善，无不直接与材料的进步有直接关系。主要有：
（一）复合材料直接取代传统材料
为了个体防护装备的功能化、人性化，目前普遍采用了芳纶及超高分子量聚乙烯纤维等高性能材料作为防弹主体材料，用于生产防弹衣和其他防弹设施中，同时根据不同类型直射枪弹的防护要求，加装新型防弹陶瓷加强板，需要时即成为软硬结合的人体盾牌。在加装一片３．２公斤的高等级复合陶瓷防弹板后，能抵御弹速９２０米/秒的５．８毫米钢芯步枪弹，由此可见性能十分优良。防射头盔也采用玻璃钢—铬钢玉复合材料，使得在防护性能提高的同时，重量大大减轻.与此同步，多种警用特种器械都由于使用复合材料而大大改善了功能。
（二）结构材料的改善提高了警用特种器械的性能
结构材料是以力学性能为基础，以某种形式的结构框架获得其外形、大小和强度。以实现器械功能所使用的材料。当然，结构材料对材料的物理化学性能也有一定的要求，如光泽、热导率、抗腐蚀与氧化的能力等。结构材料的改善使警用器械逐渐达到轻型、牢固、高效能、功能延伸，因而更加实用。早期的防弹衣、头盔等多用钢制，缺点是重量大、防护性能不理想。从２０世纪７０年代初期研制出了玻璃钢—铬钢玉—碳化硼复合结构和铝合金结构两种防弹 3 衣。也有的采用高性能的特种防弹钢作为防弹主体材料。高性能结构材料具有更高的强度、硬度、塑性、韧性等力学性能，并适应特殊环境要求，包括新型金属材料、高性能结构陶瓷材料和高分子材料等，也正在逐渐扩大领域，应用到警用特种器械的研发中来。
（三）新一代的警用装备将更加依赖功能材料
电子防弹材料制作的防弹衣和防弹设备不仅能防弹，而且还能捕捉到来袭炮弹所发出的信号以后，立即进行处理，并在几微秒之内对信号进行修改，并发送出去，使来袭炮弹引信受骗上当，在距离几百米的地方就误认为已到达了应该引爆的高度，从而提前爆炸。它不仅能对付单发炮弹，而且可对付多发弹来袭；防弹钢片和高强纤维防弹织物组成防弹层，可完成分散与消耗掉子弹所具有的能量，可有效防止手枪、轻型冲锋枪弹对人体伤害，已用于防弹衣的设计；多能防弹衣使用最新材料制成，具有防弹、防化学战剂、防火、防热核、防红外监视、防激光、抗御风雨等多种功能，高强度尼龙丝具有重量轻、韧性强、不易损坏等功能特点，所制成的缉捕网由单发射网枪发射出去，在10米的范围内将犯罪分子罩住，使歹徒无法奔跑，制胜率高，安全方便。如此等等，都是依赖新型的功能材料实现的.（四）生物材料的研究及成果应用于多种警用装备
利用具有良好的力学性能，抗张强度和弹性并且重量轻的材料制作蜘蛛丝防弹衣，重量将更轻、防弹性能将更好；仿生防弹衣和防弹设备利用类似松塔结构的人造纤维系统，组成新的纤维结构，能适应外界自然条件的变化；
专家提出获得这些新结构材料的基础是要有能力从分子层面开始控制材料构架的所有方面，切实可行的方法是重组DNA技术，即使用生物合成过程的能量来控制聚合的顺序和链的长度。他们收集所有数据，通过计算机模拟技术设计出一种分子模型，并将迄今所得到的有关这种纤维的结构信息全部集成进去，还设计了合成基因为丝蛋白的复制品编码。这些基因被植入酵母和细菌，蛋白质的复制品由此产生,把这种蛋白质溶解于一种化学溶剂中，溶液通过湿法成型由小孔挤出，纺出了坚固的纤维。这些生物纤维有许多可能的用途，它既轻又结实又有弹性，适宜制造轻量型防弹背心、头盔乃至降落伞绳索，还可能在卫星和飞机上得到应用.4
三、警用装备材料将更多地与材料进步相关
随着打击暴力犯罪和各种刑事犯罪任务的不断加重，警用装备的不断革新问题也日益引起重视。配备精良的武器和有效的装备是现代警察力量进步的标志，是保证政权稳定的必须，也是对犯罪进行强大的震慑及预防作用的必须。是打击犯罪的必要力量和手段。材料科学有关技术在警用技术装备领域发挥的巨大作用，并预期随着材料科学的迅速发展，它将在这一新领域发挥更大作用。要大力发展公安科学技术和警用武器装备，材料的进步将是一个主攻方向。除以上提到的以外，其他各种功能材料也将作用于这一领域。如智能材料、纳米材料等，警用装备的多种需求为新型材料的应用提供了广阔的舞台
参考文献
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〈新华网〉2004、11、10
