Forradalom a haditechnikában. Ezek a szavak elsősorban szuperfegyverekkel, lézertankokkal, új generációs szoftverekkel, mesterséges intelligenciával társulnak. Azonban a közeljövőben a hadiipar puccsra vár egy kevésbé helyettesítő, de nem kevésbé fontos - katonai egyenruhában. A világ hadseregei egy teljesen új katonai egyenruha bevezetése felé tartanak.
Feltételezik, hogy az "okos" forma tömegesen fog megjelenni a különböző országok hadseregeiben a következő 7-10 évben. Jelenleg számos ország foglalkozik Hi-Tech szövet és az azon alapuló ruházat fejlesztésével.
A feltételesen "intelligens" szöveteket több típusra lehet osztani:
1. Passzív. Ebben az esetben az anyag csak információkat gyűjt és továbbít a későbbi műveletekhez a felhasználónak.
2. Aktív. Ebben az esetben a HiTech szövet nemcsak információt fogad, hanem reagál is, az adatok egy része személyi számítógépre kerül, ami jelzést ad a funkcionalitás adott algoritmus szerinti kidolgozásához.
3. Interaktív. Az intelligens szövet nemcsak információkat gyűjt, hanem reagál és alkalmazkodik a külső változásoknak. Különösen az ezekkel a technológiákkal létrehozott testpáncél és védőlemezek képesek visszaállítani szilárdsági jellemzőiket a harc során. Vagy az egyenruha anyaga megkeményedhet, például egy sín a törött végtaghoz.
Sok követelmény van az intelligens szövetekkel szemben
Az új generáció ígéretes formájával szemben számos komoly követelményt támasztanak. Például egyrészt "lélegző" lesz, másfelől azonban úgy tervezték, hogy megvédjen az olyan veszélyektől, mint a vírusok és a vegyi fegyverek. Mi az oka ezeknek a követelményeknek?
Először is, a modern biokémiai védőruhák rendkívül kényelmetlen formát jelentenek a csatatéren. Nagyméretűek és légmentesen lezártak. A katona teste erősen izzad az utóbbi tényező miatt. A kapcsolódó berendezések szintén nem túl kényelmesek. Túlmelegedés, kimerültség … Az ilyen ruhákban működő csapatok hatékonysága csökken a katonák fáradtsága, a mindennapi kellemetlenségek elvonása miatt.
A probléma megoldása a "lélegző" védőfelszerelés: lehetővé teszi a levegő áthaladását, és különösen a vízgőz távozását. Ennek eredményeként az izzadság, az emberi test fő hűtőmechanizmusa elpárologhat. A mechanizmusnak azonban blokkolnia kell a kémiai és biológiai tényezőket. És itt jön szóba az úgynevezett technológia. "Második bőr". De ez a technológia valójában csak egy eleme a forradalmi változásoknak modern formájában. Szén -nanocsöveken alapuló szövetről beszélünk.
Szélesség - kevesebb, mint 5 nanométer
A szén a kémia egyik legkeresettebb és legismertebb "építőanyaga". A szerves kémia különösen a periódusos rendszer ezen elemének használatán alapul.
Azonban éppen azért, mert képesek csővezetékként működni - írja Anne M. Stark, a Livermore National Laboratory munkatársa. Lawrence (Berkeley Egyetem, USA), a kutatók szén nanocsöveket tartalmazó membránokkal rendelkező szöveteket fejlesztenek ki.
A nanocsövek ötezerszer kisebbek, mint egy emberi haj átmérője. Csatornákat biztosítanak, amelyeken keresztül a levegő és a vízgőz átjuthat, de blokkolják a biológiai anyagokat is.
- mondja Stark: szavait a news.com.ua idézi.
Ezenkívül az űrrepülésre és a globális biztonságra szakosodott technológiai cégek (például Northrop Grumman) aktívan finanszírozzák az ezen a területen végzett kutatásokat, egyetemi és állami laboratóriumokkal együtt.
A szén nanocsövek használata nem korlátozódik a második bőr technológiára; a fejlesztők más innovációkban is látják széles körű használatukat, beleértve a rugalmas elektronikát, a fejlett repülőgép -alkotóelemeket és még az űrliftek lehetséges fejlesztését is.
A szén régóta vonzza a tudósokat
A szén potenciálja régóta vonzza a tudósokat; 1991 -ben sikerült megszerezniük az első valódi nanocsöveket. A kötött szénatomokból, megfelelő technológiák felhasználásával készült csövek alapul szolgálhatnak egy olyan anyaghoz, amelynek pórusai csak többszörösei nagyobbak az egyes atomok átmérőjénél.
Még a vírusok is túl terjedelmesek ahhoz, hogy behatoljanak az ilyen szövetekbe. Ugyanakkor a levegő és a vízgőz olyan szabadon áthalad, hogy az anyag jobban „lélegzik”, mint a népszerű kereskedelmi szövetek, mint a Gore-Tex.
Ugyanakkor a vegyi anyagok tömörebbek, és akár egy nanocsövön is átcsúszhatnak. A megoldás az, hogy okosakká teszik a nanocsöveket azáltal, hogy funkcionális molekulacsoportokkal látják el őket, amelyek kapuőrként működnek a fenyegetés megakadályozására. A Livermore csapatvezetője, Quang Jen Woo szerint a szövet „: innen a fent említett név.
Így a szövet blokkolhatja a kémiai anyagokat, például a mustárgázt, a GD és VX ideggázokat, a mérgeket, például a staphylococcus enterotoxint és a biológiai spórákat, például az antraxot.
- hangsúlyozza Jen Woo.
Hasonló anyagot dolgozott ki az Egyesült Államok Védelmi Fenyegetéscsökkentő Ügynökségének Közös Tudományos és Technológiai Irodája. A Pentagon 2016 decemberében jelentette be egy új intelligens szövet megjelenését: az erről szóló információkat a Forces Network portál tette közzé.
A nanocsövek használata más érdekes perspektívákat is kínál. Különösen a jövő katonájának felszerelése azt sugallja, hogy rugalmas intelligens elemeket építenek be az egyenruhába, amelyek valós időben diagnosztizálják a katona egészségét. Ezenkívül a tudósok módszereket keresnek az ígéretes harci rendszerek könnyítésére az elemek egyenruhába való beépítésével. Különösen érdekli őket az a képesség, hogy megszabaduljanak a vezetékektől, és biztosítsák mind a nagy sebességű adatátvitelt, mind az elektronikai áramellátást. A nanokarbon csövek a legjobb választás a rugalmas processzorok fejlesztéséhez. A kutatók érdeklődése azonban nem csak rájuk irányul.
John Ho, a Szingapúri Nemzeti Egyetem (NUS) Egészségügyi Innovációs és Technológiai Intézetének docense és a NUS Engineering beszélt a Futurity -nek arról, hogyan sikerült csapatának olyan intelligens szövetet létrehozni, amely több hordható hordozható jelvezetőként használható. eszközöket egyszerre. A cikk idén július 29 -én jelent meg.
Jelenleg a legtöbb eszköz Bluetooth-ot és Wi-Fi-t használ a vezeték nélküli kommunikációhoz. Ezek a technológiák azonban gyorsan lemerítik az elektronikát, ami a harci műveletben részt vevő katonák számára elfogadhatatlan. Az amerikai hadsereg kiszámította, hogy az akkumulátortöltők költsége meghaladhatja a kézi lőfegyverek lőszereinek költségeit, mivel a hadsereg a küldetések során előszeretettel cserél minden elemet vadonatújra.
Metaanyagok
Egy új Hi-Tech szövet létrehozásához Szingapúrban úgynevezett metamateriákat használtak. A mesterségesen létrehozott és negatív törésmutatóval rendelkező elektromos, mágneses, optikai és egyéb tulajdonságokkal rendelkeznek.
A metaanyagok alkalmasak ún."Felszíni hullámok", amelyek 1000 -szer kisebb teljesítményű adatátvitelt biztosítanak, mint a modern protokollok. Ezenkívül egy ilyen jel továbbítása kevésbé érzékeny a hackelésre - az információ 10 cm -re „távolodik” a testtől - Bluetooth és Wi -Fi esetén akár több tíz méteres távolságban is „elrepülhet”.
A létrehozott okos ruhák nagyon tartósak. Összecsukható és hajlítható minimális térerő -veszteséggel, a vezetőképes csíkok pedig akár vághatnak vagy eltörhetnek anélkül, hogy korlátoznák a vezeték nélküli képességeket. A ruhákat ugyanúgy lehet mosni, szárítani és vasalni, mint a szokásos ruhákat.
Egy ilyen intelligens forma hatékonyan használható a harcos teljesítményének és egészségének figyelemmel kísérésére, a fejhallgató hangszintjének csökkentésére és az üzenetek nyomtatására. Szabadalmat már regisztráltak rá, és szövetmintát hoztak létre.
A legérdekesebb az, hogy ez a technológia a meglévő egyenruhamintákkal együtt használható. Vágáshoz és varráshoz lézert használnak. És maga a vezető anyag, amelynek csíkjai belülről ragasztószalaggal vannak rögzítve az egyenruhához, olcsó. Az ára méterenként néhány dollár, és ipari használatra tekercsben szállítható.
A korábban említett szénnek van egy másik ismert formája: a grafén. Ha a nanocsövek keret formájában vannak, akkor a grafén lapos. Rácsot alkotó szénatomokból áll. Megnyitására az orosz egyetemeken végzett Andrei Geim és Konstantin Novoselov Nobel -díjat kapott. A grafén felhasználásával az ausztráliai Melbourne-i RMIT Egyetem tudósai egy költséghatékony és skálázható módszert tudtak kifejleszteni a textíliák gyors előállítására, amely magában foglalja az energiatároló eszközöket.
Az intelligens vízálló szövetek következő generációja lézernyomtatással készül és percek alatt elkészül. Ezt a jövőt képviselik az elektronikus textíliák fejlesztésére szolgáló új technológiák mögött álló kutatók. A módszer már a próbafázisban, három perc alatt lehetővé teszi, hogy 10x10 cm méretű, intelligens szövetmintát készítsen. A szövet vízálló, nyújtható és könnyen integrálható az energiatárolási technológiákkal.
Lézer varrónő helyett
A technológia lehetővé teszi a lézernyomtatás segítségével grafén szuperkondenzátorokat közvetlenül a textíliákra. Erőteljes és tartós akkumulátorok, amelyek könnyen kombinálhatók napenergiával vagy más energiaforrásokkal. A jövőben ez a módszer lehetővé teszi az intelligens textíliák gyors létrehozását tekercsben.
Dr. Litty Tekkakara, az RMIT Tudományos Iskola kutatója hangsúlyozza, hogy az intelligens textíliák beépített érzékelő technológiával, vezeték nélküli kommunikációval vagy egészségmegfigyeléssel hatékony és megbízható energiamegoldásokat igényelnek.
A textilipar intelligens energiatárolásának modern módszerei, például az elemek ruhába fűzése vagy elektronikus szálak használata nehézkes és nehézkes lehet, és teljesítményproblémákkal is járhat.
- kommentálta a Tekkakar helyzetét a Science Daily magazin idén augusztus végén.
Ezek az elektronikus alkatrészek érzékenyek lehetnek a rövidzárlatra és a mechanikai sérülésekre is, ha izzadsággal vagy a környezetből származó nedvességgel érintkeznek. Grafén alapú szuperkondenzátorunk nemcsak teljesen mosható, hanem képes tárolni az intelligens ruhadarabok működéséhez szükséges energiát, és nagy mennyiségben percek alatt előállítható.
Az elektronikus textíliákban tárolt energia tárolásával kapcsolatos kihívások kezelésével reméljük, hogy a hordható technológia és a Hi-Tech egyenruhák új generációját hozzuk létre.
Jelenleg a kutatások segítségével bebizonyosodott, hogy ez az anyag ellenáll a különböző hőmérsékleteknek és a mosásnak, tulajdonságai stabilak maradnak.
A koncepcióról a 2000 -es évek eleje óta beszélnek nyilvánosan
Az "okos" forma tesztjei régen kezdődtek. Használatának koncepcióját 2005-ben tették közzé, 2012 áprilisában pedig a surrey-i Intelligent Textiles ígéretes formát mutatott a Védelmi Vállalkozások Központja (CDE) által szervezett rendezvényen. A cég számos technikát szabadalmaztatott a bonyolult vezető szövetek szövéséhez. Az elektronikus szövet egyetlen egyenáramú áram- és átviteli forrást biztosít az egyenruhák számára, kiküszöbölve a legtöbb nehézkes kábelt és vezetéket.
A rendszer lehetővé teszi az adatok és az energia átvitelét akkor is, ha a szövet sérült, ami eltér a kábeleket használó technológiáktól.
Van szövetünk mellénybe, ingbe, sisakba, hátizsákba és fegyverkesztyűbe ágyazva. Ez lehetővé tette számunkra, hogy olyan hálózatot hozzunk létre, amely energiát és adatokat továbbít oda, ahol szükségünk van rá.
Asha Thompson, az Intelligent Textiles igazgatója elmondta a BBC News -nak.
A cég ezután mintegy 240 000 fontot kapott a technológia továbbfejlesztésére. A cég textilbillentyűzetet is kifejlesztett egy laptophoz, amelyet az egyenruhához terveztek integrálni.
Az intelligens szövetek globális piaca növekszik
A piackutatás jövőjéről szóló jelentés, amely 2023 -ig előrejelzi ezt a piaci szektort, megjegyzi, hogy a katonai célú intelligens szövetek globális piaca addigra meghaladja az 1,7 milliárd dolláros határt.
Elemzők szerint az Egyesült Államok leginkább ebben az irányban dolgozik, de az ázsiai országok, mint India és Kína készek befektetni ebbe az ágazatba.
Oroszország fejleszti a sajátját
Oroszország szintén nem áll készen félreállni. A Zvezda tévécsatorna intelligens szövetek használatáról számol be az orosz "jövő katonája" "Ratnik-2" számára ígéretes berendezések sorozatában. Különösen a forma aramidszövetet használ, amelyet a "Kamenskvolokno" JSC speciális összetételével impregnáltak. A "Zvezda" tévécsatorna erről beszélt az új ruháról szóló cikkében.
2018 -ban a Rostec bemutatta a kaméleon anyagát, 2019 -ben pedig a felülvizsgált változatát. Ez az anyag képes utánozni a tájat - ezt az anyagot használták a „Harcos” sisak fedésére. A vadászgép vagy jármű hatékony álcázásához az anyagnak csak néhány watt áramra van szüksége. A fejlesztésért a Technomash Research and Development Institute mérnökei felelnek.
Az Északi -sarkvidékre vonatkozóan a Fejlett Kutatási Alap (FPI) kifejlesztett egy speciális anyagot, amely képes fizikai megerőltetés során hőt tárolni, majd visszaengedni. A felhalmozott energiatartalék tekintetében ez a szövet 3-5-ször képes felülmúlni a rendelkezésre álló idegen anyagokat. Ezt az alap igazgatója, Andrei Grigoriev jelentette be a TASS -nak adott megjegyzésében 2019. július 9 -én. A szövetet ultrafinom szálak elektrospörgetéssel történő előállításának technológiájával hozták létre.
Ezenkívül orosz tudósoknak sikerült olyan intelligens anyagokat kifejleszteniük, amelyek hasonlóak a cikk elején leírtakhoz: lehetővé teszik a levegő és a vízgőz átjutását, de megtartják az aeroszol részecskéket. Az FPI arról számolt be, hogy az anyagon a Saratov Állami Egyetemmel közösen dolgoznak.
