Karinių technologijų revoliucija. Šie žodžiai pirmiausia siejami su superginklais, lazeriniais tankais, naujos kartos programine įranga, dirbtiniu intelektu. Tačiau artimiausiu metu karinė pramonė laukia perversmo mažiau pakaitalo, bet ne mažiau svarbios - karinės uniformos srityje. Pasaulio armijos ruošiasi įvesti visiškai naują karinę uniformą.
Daroma prielaida, kad „išmanioji“forma per ateinančius 7–10 metų pradės masiškai pasirodyti skirtingų šalių kariuomenėse. Dabar kelios šalys užsiima „Hi-Tech“audinio ir jo pagrindu sukurtų drabužių kūrimu.
Sąlyginai „protingus“audinius galima suskirstyti į keletą tipų:
1. Pasyvus. Šiuo atveju medžiaga tik renka ir perduoda naudotojui informaciją apie tolesnius veiksmus.
2. Aktyvus. Šiuo atveju „HiTech“audinys ne tik gauna informaciją, bet ir reaguoja, dalis duomenų perduodama į asmeninį kompiuterį, o tai duoda signalą, kad būtų galima išsiaiškinti funkcionalumą pagal pateiktą algoritmą.
3. Interaktyvus. Išmanusis audinys ne tik renka informaciją, bet ir reaguoja bei prisitaiko prie išorinių pokyčių. Visų pirma, šarvai ir apsauginės plokštės, sukurtos naudojant šias technologijas, kovos metu galės atkurti savo stiprumo charakteristikas. Arba uniformos medžiaga gali sukietėti ir, pavyzdžiui, susidaryti įtvaras lūžusiai galūnei.
Išmaniajam audiniui keliami daug reikalavimų
Daug žadančiai naujos kartos formai keliami keli rimti reikalavimai. Pavyzdžiui, viena vertus, jis bus „kvėpuojantis“, bet, kita vertus, skirtas apsaugoti nuo tokių pavojų kaip virusai ir cheminis ginklas. Kokios yra šių reikalavimų priežastys?
Visų pirma, modernūs biocheminiai apsaugos kostiumai yra itin nepatogi forma mūšio lauke. Jie yra dideli ir hermetiškai uždaryti. Dėl pastarojo veiksnio kario kūnas smarkiai prakaituoja. Susijusi įranga taip pat nėra labai patogi. Perkaitimas, išsekimas … Tokiais drabužiais veikiančių karių efektyvumas sumažėja dėl karių nuovargio, jų blaškymosi kasdieniams nemalonumams.
Šios problemos sprendimas yra apsauginė įranga, kuri „kvėpuoja“: ji praleidžia orą ir visų pirma leidžia vandens garams išeiti. Dėl to prakaitas, pagrindinis žmogaus kūno aušinimo mechanizmas, gali išgaruoti. Tačiau mechanizmas turi blokuoti cheminius ir biologinius veiksnius. Ir čia atsiranda vadinamoji technologija. „Antroji oda“. Tačiau ši technologija iš tikrųjų yra tik vienas revoliucingesnių šiuolaikinės formos pokyčių elementas. Mes kalbame apie audinį, pagrįstą anglies nanovamzdeliais.
Plotis - mažiau nei 5 nanometrai
Anglis yra viena geidžiamiausių ir žinomiausių chemijos „statybinių medžiagų“. Visų pirma, organinė chemija daugiausia grindžiama šio konkretaus periodinės lentelės elemento naudojimu.
Tačiau būtent dėl jų gebėjimo veikti kaip vamzdynai, rašo Anne M. Stark iš Livermore National Laboratory. Lawrence'o (Berklio universitetas, JAV) tyrėjai kuria audinius su membranomis, apimančiomis anglies nanovamzdelius.
Nanovamzdeliai yra penkis tūkstančius kartų mažesni už žmogaus plauko skersmenį. Jie suteikia kanalus, per kuriuos gali praeiti oras ir vandens garai, bet taip pat blokuoja biologinius veiksnius.
- sako Starkas: jos žodžius cituoja news.com.ua.
Be to, technologijų kompanijos, kurios specializuojasi aviacijos ir pasaulinio saugumo srityse (pavyzdžiui, „Northrop Grumman“), kartu su akademinėmis ir vyriausybinėmis laboratorijomis aktyviai finansuoja šios srities tyrimus.
Anglies nanovamzdelių naudojimas neapsiriboja tik antrosios odos technologija; kūrėjai mato jų platų panaudojimą kitose naujovėse, įskaitant lanksčią elektroniką, pažangius aviacijos ir kosmoso komponentus ir netgi galimą kosminių liftų kūrimą.
Anglis jau seniai traukia mokslininkus
Anglies potencialas jau seniai traukia mokslininkus; 1991 m. Jiems pavyko gauti pirmuosius tikrus nanovamzdelius. Pagaminti iš surištų anglies atomų, naudojant atitinkamas technologijas, vamzdžiai gali būti pagrindas medžiagai, kurios poros yra tik kelis kartus didesnės už atskirų atomų skersmenį.
Net virusai yra per dideli, kad prasiskverbtų į tokius audinius. Tuo pačiu metu oras ir vandens garai praeina taip laisvai, kad audinys „kvėpuoja“geriau nei populiarūs komerciniai audiniai, tokie kaip „Gore-Tex“.
Tuo pačiu metu cheminės medžiagos yra kompaktiškesnės ir netgi gali praslysti pro nanovamzdelį. Sprendimas yra padaryti nanovamzdelius protingus, aprūpinant juos funkcinėmis molekulių grupėmis, kurios veikia kaip vartai, blokuojantys grėsmę. Pasak „Livermore“komandos vadovo Quang Jen Woo, audinys „: taigi ir aukščiau paminėtas pavadinimas.
Taigi audinys galės blokuoti chemines medžiagas, tokias kaip garstyčių dujos, nervų dujos GD ir VX, nuodus, tokius kaip stafilokokinis enterotoksinas, ir biologines sporas, tokias kaip juodligė.
- pabrėžia Jen Woo.
Panašią medžiagą sukūrė JAV gynybos grėsmių mažinimo agentūros Jungtinis mokslo ir technologijų biuras. Apie galimą naujo išmaniojo audinio pasirodymą Pentagonas paskelbė 2016 metų gruodį: informaciją apie tai paskelbė „Forces Network“portalas.
Nanovamzdelių naudojimas taip pat siūlo kitas įdomias perspektyvas. Visų pirma, ateities kario įranga reiškia, kad į uniformą bus įmontuoti lankstūs išmanieji elementai, kurie realiu laiku diagnozuoja kario sveikatą. Be to, mokslininkai ieško būdų, kaip palengvinti perspektyvias kovos sistemas, į uniformas įtraukiant elementus. Visų pirma, jie domisi galimybe atsikratyti laidų ir tiekti spartų duomenų perdavimą bei maitinimą elektronikai. Nanokarboniniai vamzdžiai yra geriausias pasirinkimas kuriant lanksčius procesorius. Tačiau tyrinėtojų susidomėjimas ne tik jomis.
Johnas Ho, Singapūro nacionalinio universiteto (NUS) Sveikatos inovacijų ir technologijų instituto docentas ir NUS inžinerija, kalbėjo „Futurity“apie tai, kaip jo komandai pavyko sukurti išmanųjį audinį, kuris gali būti naudojamas kaip signalinis laidininkas daugeliui nešiojamų. prietaisus tuo pačiu metu. Straipsnis buvo paskelbtas šių metų liepos 29 d.
Šiuo metu dauguma įrenginių belaidžiam ryšiui naudoja „Bluetooth“ir „Wi-Fi“. Tačiau šios technologijos greitai ištuština elektroniką, o tai nepriimtina kovos operacijos kariams. JAV kariuomenė apskaičiavo, kad akumuliatorių įkroviklių kaina gali viršyti šaulių ginklų šaudmenų kainą, nes kariuomenė misijose mieliau keičia bet kokias baterijas naujomis.
Metamedžiagos
Norint sukurti naują „Hi-Tech“audinį Singapūre, buvo naudojamos vadinamosios metamedžiagos. Jie yra dirbtinai sukurti ir turi neigiamą lūžio rodiklį, todėl jie turi unikalių elektrinių, magnetinių, optinių ir kitų savybių.
Metamedžiagos sugeba sukurti vadinamuosius.„Paviršinės bangos“, kurios gali perduoti duomenis 1000 kartų mažesne galia nei šiuolaikiniai protokolai. Be to, tokio signalo perdavimas yra mažiau pažeidžiamas įsilaužimo - informacija „nukeliauja“10 cm nuo kūno - „Bluetooth“ir „Wi -Fi“ryšiais ji gali „nuskristi“iki kelių dešimčių metrų atstumo.
Sukurti išmanieji drabužiai yra labai patvarūs. Jis gali sulankstyti ir sulenkti, minimaliai prarandant signalo stiprumą, o laidžios juostos gali net nupjauti ar sulūžti, neribojant belaidžio ryšio galimybių. Drabužius taip pat galima skalbti, džiovinti ir lyginti kaip ir įprastus drabužius.
Tokia protinga forma gali būti veiksmingai naudojama kovotojo našumui ir sveikatai stebėti, ausinių garso lygiui mažinti ir pranešimams spausdinti. Jai jau užregistruotas patentas, sukurtas audinio pavyzdys.
Įdomiausia tai, kad šią technologiją galima naudoti kartu su esamais uniformų pavyzdžiais. Pjovimui ir siuvimui naudojamas lazeris. O pati laidi medžiaga, kurios juostelės iš vidaus prie uniformos tvirtinamos audinio klijais, yra pigi. Tai kainuoja kelis dolerius už metrą ir gali būti tiekiama ritiniais pramoniniam naudojimui.
Anksčiau minėta anglis turi kitą žinomą formą: grafenas. Jei nanovamzdeliai yra karkaso formos, tada grafenas yra plokščias. Jį sudaro anglies atomai, sudarantys gardelę. Jos atidarymui Nobelio premiją gavo Rusijos universitetų absolventai Andrejus Geimas ir Konstantinas Novoselovas. Naudodami grafeną, RMIT universiteto Melburne (Australija) mokslininkai sugebėjo sukurti ekonomiškai efektyvų ir keičiamo dydžio metodą greitai gaminti tekstilės gaminius, kuriuose yra energijos kaupimo įrenginių.
Naujos kartos protingi vandeniui atsparūs audiniai bus atspausdinti lazeriu ir pagaminti per kelias minutes. Tai ateitis, kurią atstovauja naujų elektroninės tekstilės kūrimo technologijų kūrėjai. Jau bandomojoje stadijoje, per tris minutes, šis metodas leidžia sukurti 10x10 cm intelektualiojo audinio pavyzdį, kuris yra atsparus vandeniui, ištemptas ir lengvai integruojamas su energijos kaupimo technologijomis.
Lazeris vietoj siuvėjos
Ši technologija leidžia lazerinio spausdinimo būdu panaudoti grafeno superkondensatorius tiesiai ant tekstilės. Tai galingos ir patvarios baterijos, kurias galima lengvai derinti su saulės ar kitais energijos šaltiniais. Ateityje šis metodas leidžia greitai sukurti išmanią tekstilę ritiniuose.
RMIT mokslo mokyklos tyrinėtoja dr. Litty Tekkakara pabrėžia, kad išmanioji tekstilė su įmontuota jutimo technologija, belaidžiu ryšiu ar sveikatos stebėjimu reikalauja galingų ir patikimų energijos sprendimų.
Šiuolaikiniai požiūriai į išmanųjį energijos kaupimą tekstilės pramonėje, pvz., Akumuliatorių prisiuvimas prie drabužių ar elektroninių pluoštų naudojimas, gali būti sudėtingi ir sudėtingi bei turėti našumo problemų.
- šių metų rugpjūčio pabaigoje žurnalui „Science Daily“pakomentavo „Tekkakar“situaciją.
Šie elektroniniai komponentai taip pat gali būti jautrūs trumpam jungimui ir mechaniniams pažeidimams, kai jie liečiasi su prakaitu ar drėgme iš aplinkos. Mūsų grafeno pagrindu pagamintas superkondensatorius yra ne tik visiškai plaunamas, jis gali sukaupti energiją, reikalingą išmaniam drabužiui maitinti, ir gali būti pagamintas dideliais kiekiais per kelias minutes.
Spręsdami energijos kaupimo elektroninėje tekstilėje iššūkius, tikimės sukurti naujos kartos nešiojamas technologijas ir „Hi-Tech“uniformas.
Šiuo metu, pasitelkus tyrimus, buvo įrodyta, kad ši medžiaga parodė atsparumą įvairioms temperatūroms ir skalbimui, jos savybės išlieka stabilios.
Ši koncepcija buvo viešai aptariama nuo 2000 -ųjų pradžios
„Protingos“formos bandymas prasidėjo seniai. Jos naudojimo koncepcija buvo paskelbta 2005 m., O 2012 m. Balandžio mėn. Surrey įsikūrusi „Intelligent Textiles“gynybos įmonių centro (CDE) renginyje parodė perspektyvią formą. Įmonė yra užpatentavusi daugybę sudėtingų laidžių audinių audimo būdų. Elektroninis audinys gali suteikti uniformoms vieną centrinį maitinimo ir perdavimo šaltinį, pašalindamas daugumą sudėtingų kabelių ir laidų.
Sistema leidžia perduoti duomenis ir galią, net jei pažeistas audinys, o tai skiriasi nuo technologijų, naudojančių kabelius.
Mes turime audinį, įterptą į liemenę, marškinius, šalmą, kuprinę ir ginklo pirštines. Tai leido mums sukurti tinklą, kuris perduoda energiją ir duomenis ten, kur mums to reikia.
„Intelligent Textiles“direktorė Asha Thompson sakė „BBC News“.
Tada bendrovė gavo apie 240 000 svarų, kad galėtų toliau plėtoti technologiją. Įmonė taip pat kūrė audinio klaviatūrą, skirtą naudoti su nešiojamuoju kompiuteriu, kurią planuota integruoti su uniforma.
Pasaulinė išmaniųjų audinių rinka auga
„Market Research Future“, prognozuojantis šį rinkos sektorių iki 2023 m., Pažymi, kad pasaulinė intelektualių audinių, skirtų kariniams tikslams, rinka iki tos dienos viršys 1,7 mlrd.
Analitikų teigimu, Jungtinės Valstijos labiausiai dirba šia linkme, tačiau Azijos šalys, tokios kaip Indija ir Kinija, yra pasirengusios investuoti į šį sektorių.
Rusija kuria savo
Rusija taip pat nėra pasirengusi likti nuošalyje. Televizijos kanalas „Zvezda“praneša apie išmaniųjų audinių naudojimą Rusijos „ateities kariui“„Ratnik-2“perspektyvios įrangos rinkinyje. Visų pirma, formai naudojamas aramidinis audinys, įmirkytas specialia UAB „Kamenskvolokno“kompozicija. Televizijos kanalas „Zvezda“apie tai kalbėjo savo medžiagoje apie naują aprangą.
2018 metais „Rostec“pristatė chameleono medžiagą, o 2019 metais - jos pataisytą versiją. Šis audinys gali imituoti kraštovaizdį - ši medžiaga buvo naudojama „kario“šalmui uždengti. Norint efektyviai užmaskuoti naikintuvą ar transporto priemonę, medžiagai reikia tik kelių vatų elektros energijos. Inžinieriai iš Technomash tyrimų ir plėtros instituto yra atsakingi už plėtrą.
Arkties regionui Išplėstinių tyrimų fondas (FPI) sukūrė specialią medžiagą, galinčią kaupti šilumą fizinio krūvio metu ir tada ją atleisti. Kalbant apie sukauptą energijos rezervą, šis audinys gali 3-5 kartus pranokti turimas pašalines medžiagas. Tai pranešė fondo direktorius Andrejus Grigorjevas, komentuodamas TASS 2019 m. Liepos 9 d. Audinys buvo sukurtas naudojant itin smulkių pluoštų gamybos technologiją naudojant elektrinį verpimą.
Be to, Rusijos mokslininkams pavyko sukurti išmanias medžiagas, panašias į tas, kurios aprašytos straipsnio pradžioje: jos praleidžia orą ir vandens garus, tačiau sulaiko aerozolių daleles. FPI pranešė, kad audinio darbas atliekamas kartu su Saratovo valstybiniu universitetu.
