女性防弹背心测试材料革新：RP1、10%弹道明胶与SEBS凝胶的性能对比研究

为解决女性防弹背心测试中因乳房区域无法有效测量背衬印记（BFS）而存在的评估盲区，研究人员开展RP1、10%弹道明胶和SEBS凝胶三种背衬材料的对比研究。结果表明三种材料在BFS测量中存在显著差异，SEBS凝胶因其可塑性和长寿命成为女性体型测试的潜在优化方案，推动防弹装备性别差异化测试发展。

　　

在执法和军事领域，防弹背心是保护人员免受弹道威胁的关键装备。然而，当前针对女性体型设计的防弹背心测试存在显著缺陷——由于传统测试材料Roma Plastilina No1（RP1）无法有效塑造乳房形态，导致乳房区域的背衬印记（Back Face Signature, BFS）测量难以实现。BFS深度是评估装甲后钝性创伤（Behind Armour Blunt Trauma, BABT）风险的核心指标，其测量缺失可能掩盖潜在的非穿透性损伤风险，尤其是对女性乳房组织的伤害。尽管这些损伤可能不直接危及生命，但会对女性使用者造成长期生理和心理影响。这一问题在现有研究中极少被关注，而女性防弹装备的测试标准化迫在眉睫。

为突破这一局限，Chris Malbon等研究人员在《International Journal of Legal Medicine》上发表论文，系统对比了三种背衬材料：RP1、10%弹道明胶和30/70% SEBS（苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯）凝胶的性能差异。研究通过标准化弹道测试包，使用9 mm FMJ（全金属被甲弹）和0.357" JSP（被甲软尖弹）两种弹头，在365±10 m·s^-1和390±10 m·s^-1速度下开展实验，旨在评估这些材料在BFS测量中的一致性、生物拟真性和实操可行性，为女性防弹背心测试提供新材料选择。

关键技术方法包括：采用符合HOSDB 2007标准的防弹面板（Kevlar? XP102多层结构）和弹道射击流程；使用高速摄影（Phantom相机，21,000帧/秒）记录凝胶和SEBS的动态BFS；通过数字卡尺测量RP1压痕深度；对凝胶进行钢球校准（Jussila法）；利用球形帽模型估算BFS体积；使用SPSS进行统计学差异分析（ANOVA、Tukey HSD）。

实验结果分析

Recorded BFS

RP1的BFS变异最小（9 mm弹：17.6–30.9 mm；0.357"弹：18.9–32.5 mm），但无法塑造乳房形态；10%弹道明胶对0.357"弹显示最大变异（BFS范围31.5–67.3 mm）；SEBS凝胶在9 mm弹中变异较高，但整体表现稳定。

Effect of backing material and shot location

背衬材料类型对BFS深度的影响显著大于射击位置（p<0.001）。Tukey HSD检验表明三种材料的BFS均值均存在统计学差异，且射击位置2和8之间无显著差异，其他位置间多数存在差异。

Within material comparison of dynamic BFS

10%明胶的BFS峰值时间更短（9 mm弹：1.86 ms；0.357"弹：3.38 ms），但响应曲线呈现能量敏感性；SEBS凝胶响应更一致，表明其刚度较高。

Between projectile type comparison of dynamic BFS mean surface diameter

两种材料在9 mm弹中的表面直径相近，但明胶的最大直径更大（119 mm vs 94 mm）；0.357"弹中直径接近（113 mm vs 112 mm），但SEBS的扩张速度较慢。

Between projectile type comparison of dynamic BFS mean volume

9 mm弹冲击下SEBS的BFS体积更大（148 cm³ vs 120 cm³）；0.357"弹中明胶体积更高（281 cm³ vs 226 cm³），反映能量吸收特性差异。

Rate of change in BFS mean depth

明胶的初始加速度更高，但存在振荡响应；SEBS响应更平稳，表明其更适合模拟稳态能量传递。

结论与讨论

本研究首次系统评估了RP1、10%弹道明胶和SEBS凝胶在女性防弹背心测试中的适用性。结果表明，现有标准材料RP1虽成本低、操作简便，但无法满足女性体型测试需求，且其冷却硬化特性导致结果变异风险。10%明胶虽可塑形，但寿命短、温度敏感性强，且在高能量冲击下变异显著，限制其应用潜力。SEBS凝胶表现出最佳综合性能——可塑形、寿命长、室温稳定，尽管在低能量冲击下变异略高，但其响应一致性和可重复使用性使其成为女性测试表体开发的理想候选。

该研究的意义在于推动了防弹装备性别差异化测试的标准化进程，为解决BABT在女性乳房区域的评估盲区提供了材料学基础。未来研究需深入探索乳房组织损伤机制，并优化SEBS凝胶的配方以提升其生物拟真性。最终，这项工作的成果将为防护装备的安全性和包容性设计提供关键科学支撑。