'N Revolusie in militêre tegnologie. Hierdie woorde word hoofsaaklik geassosieer met superwapens, lasertanks, nuwe generasie sagteware, kunsmatige intelligensie. In die nabye toekoms wag die militêre bedryf egter op 'n staatsgreep in die gebied van 'n minder plaasvervanger, maar nie minder belangrik nie - in militêre uniform. Die leërs van die wêreld is op pad om 'n heeltemal nuwe militêre uniform bekend te stel.
Daar word aanvaar dat die 'slim' vorm in die volgende 7-10 jaar massaal in die leërs van verskillende lande sal verskyn. Nou is verskeie lande besig met die ontwikkeling van Hi-Tech-materiaal en klere wat daarop gebaseer is.
Voorwaardelik "slim" weefsels kan in verskillende tipes verdeel word:
1. Passief. In hierdie geval versamel en stuur die materiaal slegs inligting vir latere aksies na die gebruiker.
2. Aktief. In hierdie geval ontvang die HiTech -stof nie net inligting nie, maar reageer dit ook, 'n deel van die data word na 'n persoonlike rekenaar oorgedra, wat 'n sein gee om die funksionaliteit volgens 'n gegewe algoritme uit te werk.
3. Interaktief. Slim materiaal versamel nie net inligting nie, maar reageer en pas ook aan volgens eksterne veranderinge. Veral die wapenrusting en beskermende plate wat met hierdie tegnologie geskep is, sal hul sterkte -eienskappe tydens die geveg kan herstel. Of die materiaal van die uniform kan verhard word, wat byvoorbeeld 'n spalk vir 'n gebreekte ledemaat kan veroorsaak.
Daar is baie eise aan slim materiaal
Verskeie ernstige vereistes word gestel aan die belowende vorm van die nuwe generasie. Aan die een kant sal dit byvoorbeeld 'asemhaal', maar aan die ander kant is dit ontwerp om te beskerm teen gevare soos virusse en chemiese wapens. Wat is die redes vir hierdie vereistes?
Eerstens is moderne biochemiese beskermingspakke 'n uiters ongemaklike vorm vir die slagveld. Hulle is lywig en hermeties verseël. Die liggaam van 'n soldaat sweet erg as gevolg van laasgenoemde faktor. Die verwante toerusting is ook nie baie gerieflik nie. Oorverhitting, uitputting … Die doeltreffendheid van troepe wat in sulke kledingstukke werk, word verminder as gevolg van die moegheid van die soldate, hul afleiding van alledaagse ongerief.
Die oplossing vir hierdie probleem is beskermende toerusting wat "asemhaal": dit laat lug deur en veral waterdamp kan ontsnap. As gevolg hiervan kan sweet, die belangrikste verkoelingsmeganisme van die menslike liggaam, verdamp. Die meganisme moet egter chemiese en biologiese middels blokkeer. En dit is waar sogenaamde tegnologie ter sprake kom. "Tweede vel". Maar hierdie tegnologie is eintlik net een element van meer revolusionêre verandering in sy moderne vorm. Ons praat oor 'n stof gebaseer op koolstof nanobuisies.
Breedte - minder as 5 nanometer
Koolstof is een van die mees gesogte en bekende "boumateriaal" in die chemie. In die besonder is die organiese chemie grotendeels gebaseer op die gebruik van hierdie spesifieke element van die periodieke tabel.
Dit is egter juis vanweë hul vermoë om as pypleidings te funksioneer, skryf Anne M. Stark van Livermore National Laboratory. Lawrence (Universiteit van Berkeley, VSA), navorsers ontwikkel weefsels met membrane wat koolstof -nanobuisies insluit.
Nanobuisies is vyf duisend keer kleiner as die deursnee van 'n menslike haar. Hulle bied kanale waardeur lug en waterdamp kan beweeg, maar blokkeer ook biologiese middels.
- sê Stark: haar woorde word aangehaal deur news.com.ua.
Daarbenewens finansier tegnologieondernemings wat spesialiseer in lugvaart en wêreldwye veiligheid (byvoorbeeld Northrop Grumman) navorsing op hierdie gebied in samewerking met akademiese en regeringslaboratoriums.
Die gebruik van koolstof nanobuise is nie beperk tot die tweede vel tegnologie nie; ontwikkelaars sien hul wydverspreide gebruik in ander innovasies, insluitend buigsame elektronika, gevorderde lugvaartkomponente, en selfs die potensiële ontwikkeling van ruimtehysers.
Koolstof het wetenskaplikes al lank aangetrek
Die potensiaal van koolstof lok wetenskaplikes al lank; hulle het daarin geslaag om die eerste regte nanobuisies in 1991 te kry. Met behulp van gepaste tegnologieë wat bestaan uit gebinde koolstofatome, kan buise as basis dien vir 'n materiaal waarvan die porieë slegs 'n paar keer groter is as die deursnee van individuele atome.
Selfs virusse is te lywig om sulke weefsels binne te dring. Terselfdertyd gaan lug en waterdamp so vrylik deur dat die stof beter asemhaal as gewilde kommersiële materiale soos Gore-Tex.
Terselfdertyd is chemiese middels meer kompak en kan hulle selfs deur 'n nanobuis gly. Die oplossing is om nanobuise slim te maak deur hulle toe te rus met funksionele groepe molekules wat as poortwagters dien om die bedreiging te blokkeer. Volgens die spanleier van Livermore, Quang Jen Woo, het die stof “: vandaar die naam hierbo genoem.
Die weefsel sal dus chemiese middels soos mosterdgas, senuweegasse GD en VX, gifstowwe soos stafilokokko enterotoksien en biologiese spore soos miltsiekte kan blokkeer.
- beklemtoon Jen Woo.
Soortgelyke materiaal is ontwikkel deur die Joint Science and Technology Bureau van die US Defense Threat Reduction Agency. Die Pentagon het in Desember 2016 die moontlike voorkoms van 'n nuwe slim stof aangekondig: inligting hieroor is deur die Forces Network -portaal gepubliseer.
Die gebruik van nanobuise bied ook ander interessante perspektiewe. Die toerusting van die soldaat van die toekoms impliseer veral dat buigsame slim elemente in die uniform ingebou word, wat die gesondheid van die soldaat in reële tyd diagnoseer. Boonop soek wetenskaplikes na maniere om belowende gevegstelsels te verlig deur elemente in uniforms op te neem. In die besonder is hulle geïnteresseerd in die vermoë om van die drade ontslae te raak en beide hoëspoeddata-oordrag en krag aan die elektronika te verskaf. Nanokoolstofbuise is die beste keuse vir die ontwikkeling van buigsame verwerkers. Die belangstelling van navorsers is egter nie net daarop gefokus nie.
John Ho, medeprofessor aan die Institute of Health Innovation and Technology aan die National University of Singapore (NUS) en NUS Engineering, het met Futurity gesels oor hoe sy span daarin geslaag het om 'n slim stof te skep wat gebruik kan word as 'n seindirigent vir meervoudige draagbare toestelle op dieselfde tyd. Die artikel is op 29 Julie vanjaar gepubliseer.
Tans gebruik die meeste toestelle Bluetooth en Wi-Fi vir draadlose kommunikasie. Hierdie tegnologie dreineer elektronika egter vinnig, wat onaanvaarbaar is vir soldate tydens 'n gevegsoperasie. Die Amerikaanse weermag het bereken dat die koste van batterylaaiers die koste van ammunisie oor handvatsels kan oorskry, aangesien die weermag verkies om enige batterye te vervang deur splinternuwe op missies.
Metamateriaal
Om 'n nuwe Hi-Tech-stof in Singapoer te skep, is sogenaamde metamateriaal gebruik. Hulle is kunsmatig geskep en beskik oor 'n negatiewe brekingsindeks, en het unieke elektriese, magnetiese, optiese en ander eienskappe.
Metamateriaal is in staat om sogenaamde te skep.'Oppervlakgolwe', wat data -oordrag met 'n krag van 1000 keer minder kan bied as moderne protokolle. Boonop is die oordrag van so 'n sein minder kwesbaar vir inbraak - inligting "beweeg" 10 cm van die liggaam af - in Bluetooth en Wi -Fi kan dit 'wegvlieg' op 'n afstand van etlike tientalle meters.
Die slim klere wat geskep is, is baie duursaam. Dit kan vou en buig met 'n minimale verlies aan seinsterkte, en geleidende stroke kan selfs sny of breek sonder om die draadlose vermoëns te beperk. Klere kan ook gewas, gedroog en gestryk word op dieselfde manier as gewone klere.
So 'n intelligente vorm kan effektief gebruik word om die prestasie en gesondheid van 'n vegter te monitor, die klankvlak in die koptelefoon te verminder en boodskappe af te druk. Daar is reeds 'n patent daarvoor geregistreer en 'n weefselmonster is gemaak.
Die interessantste is dat hierdie tegnologie saam met bestaande uniformsmonsters gebruik kan word. 'N Laser word gebruik om te sny en naai. En die geleidende materiaal self, waarvan die stroke van binne aan die uniform vasgemaak is deur middel van stofgom, is goedkoop. Dit kos 'n paar dollar per meter en kan in rolle vir industriële gebruik verskaf word.
Die voorheen genoemde koolstof het 'n ander bekende vorm: grafeen. As die nanobuisies in die vorm van 'n raamwerk is, is grafeen plat. Dit bestaan uit koolstofatome wat 'n rooster vorm. Vir die opening het gegradueerdes van die Russiese universiteite Andrei Geim en Konstantin Novoselov die Nobelprys ontvang. Deur grafeen te gebruik, kon wetenskaplikes van die RMIT-universiteit in Melbourne, Australië, 'n kostedoeltreffende en skaalbare metode ontwikkel om vinnig tekstiele te vervaardig wat energieopbergingstoestelle bevat.
Die volgende generasie slim waterdigte weefsels word binne enkele minute met laser gedruk en gemaak. Dit is die toekoms wat die navorsers agter nuwe tegnologieë vir die ontwikkeling van elektroniese tekstiele verteenwoordig. Reeds in die proefstadium, in drie minute, kan u met die metode 'n monster van intelligente materiaal van 10 x 10 cm maak. Die stof is waterdig, rekbaar en kan maklik geïntegreer word met energieopbergingstegnologieë.
Laser in plaas van 'n naaldwerkster
Die tegnologie maak dit moontlik om laserdruk te gebruik om grafeen -superkapasitors direk op tekstiele toe te pas. Dit is kragtige en duursame batterye wat maklik gekombineer kan word met sonkrag of ander energiebronne. In die toekoms maak die metode dit moontlik om vinnig slim tekstiele in rolle te maak.
Dr Litty Tekkakara, navorser van die RMIT School of Science, beklemtoon dat slim tekstiele met ingeboude sensetegnologie, draadlose kommunikasie of gesondheidsmonitering kragtige en betroubare energieoplossings vereis.
Moderne benaderings tot slim energieopberging in die tekstielbedryf, soos om batterye in klere vas te steek of elektroniese vesels te gebruik, kan omslagtig en omslagtig wees en kan probleme met prestasie veroorsaak.
- het einde Augustus vanjaar kommentaar gelewer op die situasie van Tekkakar aan die tydskrif Science Daily.
Hierdie elektroniese komponente kan ook vatbaar wees vir kortsluitings en meganiese skade as hulle in aanraking kom met sweet of vog uit die omgewing. Ons superkondensator wat op grafeen gebaseer is, is nie net heeltemal wasbaar nie, dit kan ook die energie stoor wat nodig is om 'n slim kledingstuk aan te dryf, en kan in 'n paar minute in groot hoeveelhede vervaardig word.
Deur die uitdagings van die stoor van energie in elektroniese tekstiele aan te spreek, hoop ons om 'n nuwe generasie draagbare tegnologie en Hi-Tech-uniforms te skep.
Met die hulp van navorsing is dit bewys dat hierdie materiaal bestand is teen verskillende temperature en wasgoed; die eienskappe bly stabiel.
Die konsep is sedert die vroeë 2000's in die openbaar bespreek
Die toets van die 'slim' vorm het lank gelede begin. 'N Konsep vir die gebruik daarvan is in 2005 gepubliseer, en in April 2012 het Surrey-gebaseerde Intelligente Tekstiele 'n belowende vorm getoon tydens 'n geleentheid wat aangebied word deur die Center for Defense Enterprises (CDE). Die firma het 'n aantal tegnieke gepatenteer om komplekse geleidende weefsels te weef. Elektroniese materiaal kan 'n enkele sentrale bron van krag en transmissie aan uniforms bied, wat die meeste omslagtige kabels en drade uitskakel.
Met die stelsel kan data en krag oorgedra word, selfs al is weefsel beskadig, wat verskil van tegnologie wat kabels gebruik.
Ons het materiaal ingebed in baadjie, hemp, helm, rugsak en wapenhandskoen. Dit het ons in staat gestel om 'n netwerk te skep wat energie en data oordra na waar ons dit nodig het.
Asha Thompson, direkteur van Intelligent Textiles, aan BBC News gesê.
Die onderneming het toe ongeveer 240 000 pond ontvang om die tegnologie verder te ontwikkel. Die firma ontwikkel ook 'n stofsleutelbord vir gebruik met 'n skootrekenaar, wat beplan is om met die uniform geïntegreer te word.
Die wêreldmark vir slim weefsels groei
Market Research Future, wat hierdie sektor van die mark tot 2023 voorspel, merk op dat die wêreldmark vir intelligente weefsels vir militêre gebruik die punt van $ 1,7 miljard teen daardie datum sal oorskry.
Volgens ontleders werk die Verenigde State veral in hierdie rigting, maar Asiatiese lande, soos Indië en China, is gereed om in hierdie sektor te belê.
Rusland ontwikkel sy eie
Rusland is ook nie gereed om eenkant te staan nie. Zvezda TV-kanaal berig oor die gebruik van intelligente weefsels in 'n stel belowende toerusting vir die Russiese "soldaat van die toekoms" "Ratnik-2". In die besonder gebruik die vorm aramide -materiaal, geïmpregneer met 'n spesiale samestelling van die RDK "Kamenskvolokno". Die TV -kanaal "Zvezda" het hieroor in sy materiaal oor die nuwe uitrusting gepraat.
In 2018 het Rostec die verkleurmannetjie -materiaal aangebied, en in 2019 - die hersiene weergawe daarvan. Hierdie stof kan die landskap naboots - hierdie materiaal is gebruik om die helm van die "Warrior's" te bedek. Om 'n vegter of voertuig effektief te kamoefleer, benodig die materiaal slegs 'n paar watt elektrisiteit. Ingenieurs van die Technomash Research and Development Institute is verantwoordelik vir die ontwikkeling.
Vir die Arktiese gebied het die Advanced Research Fund (FPI) 'n spesiale materiaal ontwikkel wat hitte kan opberg tydens fisiese inspanning en dit dan weer loslaat. Wat die opgehoopte energie-reserwe betref, kan hierdie stof die beskikbare vreemde materiaal 3-5 keer oortref. Dit het die direkteur van die fonds, Andrei Grigoriev, in 'n opmerking aan TASS op 9 Julie 2019 aangekondig. Die stof is gemaak met behulp van die tegnologie om ultrafine vesels te vervaardig met behulp van elektrospin.
Daarbenewens het Russiese wetenskaplikes daarin geslaag om slim materiale te ontwikkel wat soortgelyk is aan dié wat aan die begin van die artikel beskryf is: dit laat lug en waterdamp deur, maar behou aërosoldeeltjies. Volgens FPI word saam met die Saratov -staatsuniversiteit gewerk aan die weefsel.
