מהפכה בטכנולוגיה הצבאית. מילים אלה קשורות בעיקר לנשק -על, מכלי לייזר, תוכנות מהדור החדש, בינה מלאכותית. עם זאת, בעתיד הקרוב התעשייה הצבאית ממתינה להפיכה בתחום של תחליף פחות, אך חשוב לא פחות - במדים צבאיים. צבאות העולם בדרך להכנסת מדים צבאיים לגמרי.
ההנחה היא שהצורה ה"חכמה "תתחיל להופיע בהמוניהם בצבאות מדינות שונות ב-7-10 השנים הבאות. כעת, מספר מדינות עוסקות בפיתוח בד היי-טק ובגדים המבוססים על כך.
ניתן לחלק בדים "חכמים" מותנים למספר סוגים:
1. פסיבי. במקרה זה, החומר אוסף ומשדר מידע על פעולות הבאות למשתמש בלבד.
2. פעיל. במקרה זה, מארג ה- HiTech לא רק מקבל מידע, אלא גם מגיב, חלק מהנתונים מועבר למחשב אישי, מה שנותן אות לעבודה על הפונקציונליות על פי אלגוריתם נתון.
3. אינטראקטיבי. בד חכם לא רק אוסף מידע, אלא גם מגיב ומתאים את עצמו בהתאם לשינויים חיצוניים. בפרט, שריון גוף וצלחות הגנה שנוצרו באמצעות טכנולוגיות אלה יוכלו לשחזר את מאפייני הכוח שלהם במהלך הקרב. או שחומר המדים עלול להתקשות וייצר, למשל, סד לאיבר שבורה.
ישנן דרישות רבות לבדים חכמים
כמה דרישות רציניות מוטלות על הצורה המבטיחה של הדור החדש. לדוגמה, מצד אחד היא תהיה "נושמת", אך מצד שני היא נועדה להגן מפני סכנות כמו וירוסים ונשק כימי. מהן הסיבות לדרישות אלו?
קודם כל, חליפות הגנה ביוכימיות מודרניות הן צורה לא נוחה במיוחד לשדה הקרב. הם מגושמים ואטומים הרמטית. גופתו של חייל מזיעה מאוד בשל הגורם האחרון. הציוד הקשור הוא גם לא מאוד נוח. התחממות יתר, תשישות … האפקטיביות של הכוחות הפועלים בבגדים כאלה מצטמצמת עקב עייפותם של החיילים, הסחת דעתם מחוסר הנוחות היומיומית.
הפתרון לבעיה זו הוא ציוד מגן ה"נושם ": הוא מאפשר לאוויר לעבור דרכו ובמיוחד לאפשר אדי מים להימלט. כתוצאה מכך, זיעה, מנגנון הקירור העיקרי של גוף האדם, יכולה להתאדות. עם זאת, המנגנון חייב לחסום גורמים כימיים וביולוגיים. וכאן נכנסת מה שנקרא טכנולוגיה. "עור שני". אבל הטכנולוגיה הזו היא למעשה רק מרכיב אחד של שינוי מהפכני יותר בצורתה המודרנית. אנחנו מדברים על בד המבוסס על צינורות פחמן.
רוחב - פחות מ -5 ננומטר
פחמן הוא אחד מ"חומרי הבנייה "המבוקשים והמוכרים ביותר בכימיה. בפרט, הכימיה האורגנית מבוססת במידה רבה על השימוש באלמנט המסוים הזה של הטבלה המחזורית.
עם זאת, זה בדיוק בגלל יכולתם לתפקד כצינורות, כותבת אן מ 'סטארק מהמעבדה הלאומית בליברמור. לורנס (אוניברסיטת ברקלי, ארה ב), חוקרים מפתחים בדים עם ממברנות הכוללות צינורות פחמן.
צינורות הננו קטנים פי חמישה אלף מקוטר שערה אנושית.הם מספקים ערוצים דרכם יכולים לעבור אוויר ואדי מים, אך גם חוסמים סוכנים ביולוגיים.
- אומרת סטארק: מילותיה מובאות על ידי news.com.ua.
בנוסף, חברות טכנולוגיה המתמחות בתחום התעופה והחלל והאבטחה העולמית (למשל, נורת'רופ גראמן) מממנות באופן פעיל מחקר בתחום זה בשיתוף עם מעבדות אקדמיות וממשלתיות.
השימוש בצינורות פחמן אינו מוגבל לטכנולוגיית העור השנייה; מפתחים רואים את השימוש בהם נרחב בחידושים אחרים, כולל אלקטרוניקה גמישה, רכיבים מתקדמים בחלל ואפילו התפתחות פוטנציאלית של מעליות חלל.
פחמן משך מזמן מדענים
הפוטנציאל של הפחמן משך מזמן מדענים; הם הצליחו להשיג את הצינורות האמיתיים הראשונים בשנת 1991. צינורות הבנויים מאטומי פחמן מחוברים, תוך שימוש בטכנולוגיות מתאימות, יכולים לשמש בסיס לחומר שהנקבוביות שלו גדולות פי כמה מקוטר האטומים הבודדים.
אפילו וירוסים מגושמים מכדי לחדור לרקמות כאלה. במקביל, אוויר ואדי מים עוברים באופן חופשי כל כך עד שהבד "נושם" טוב יותר מבדים מסחריים פופולריים כמו גור-טקס.
יחד עם זאת, חומרים כימיים קומפקטיים יותר ואף יכולים לחמוק דרך צינורית ננו. הפתרון הוא להפוך חכמות ננו חכמות על ידי ציידתן בקבוצות פונקציונליות של מולקולות הפועלות כשומרי סף לחסימת האיום. לדברי ראש צוות ליברמור קוואנג ג'ן וו, המרקם : מכאן השם שהוזכר לעיל.
כך, הרקמה תוכל לחסום סוכנים כימיים כגון גז חרדל, גזי עצבים GD ו- VX, רעלים כגון אנטרוטוקסין סטפילוקוקלי ונבגים ביולוגיים כגון אנתרקס.
- מדגיש ג'ן וו.
חומר דומה פותח על ידי הלשכה המדעית והטכנולוגית המשותפת של הסוכנות להפחתת איומי ההגנה האמריקאית. הפנטגון הודיע על הופעתו של בד חכם חדש בדצמבר 2016: מידע על כך פורסם על ידי פורטל רשת הכוחות.
השימוש בננו -צינורות מציע גם נקודות מבט מעניינות אחרות. בפרט, הציוד של חייל העתיד מרמז על כך שיובנו אלמנטים חכמים גמישים במדים, המאבחנים את בריאותו של החייל בזמן אמת. בנוסף, מדענים מחפשים דרכים להקל על מערכות לחימה מבטיחות על ידי שילוב אלמנטים במדים. בפרט, הם מעוניינים ביכולת להיפטר מהחוטים ולספק הן העברת נתונים מהירה והן כוח לאלקטרוניקה. צינורות ננו -פחמן הם הבחירה הטובה ביותר לפיתוח מעבדים גמישים. עם זאת, האינטרס של החוקרים לא מתמקד רק בהם.
ג'ון הו, פרופסור חבר במכון לחדשנות וטכנולוגיה של הבריאות באוניברסיטה הלאומית של סינגפור (NUS) והנדסת NUS, שוחח עם Futurity על כך שהצוות שלו הצליח ליצור בד חכם שיכול לשמש כמוביל אותות לבישים מרובים. מכשירים בו זמנית. המאמר פורסם ב -29 ביולי השנה.
נכון לעכשיו, רוב המכשירים משתמשים ב- Bluetooth ו- Wi-Fi לתקשורת אלחוטית. עם זאת, טכנולוגיות אלה מנקזות במהירות את האלקטרוניקה, דבר שאינו מקובל על חיילים במבצע קרבי. צבא ארה ב חישב כי עלות מטעני הסוללות עשויה לעלות על עלות התחמושת לנשק קל, שכן הצבא מעדיף להחליף כל סוללה בחדשות חדשות במשימות.
חומרים מתכתיים
ליצירת בד חדש של היי-טק בסינגפור, נעשה שימוש במה שנקרא מטא-חומרים. הם נוצרו באופן מלאכותי ובעלי אינדקס שבירה שלילי, ויש להם תכונות חשמליות, מגנטיות, אופטיות ואחרות.
מטא-חומרים מסוגלים ליצור מה שנקרא."גלי שטח", שיכולים לספק העברת נתונים בעוצמה של פי 1000 פחות מהפרוטוקולים המודרניים. בנוסף, העברת אות כזה פחות פגיעה בפריצה - מידע "נוסע" 10 ס"מ מהגוף - ב- Bluetooth וב- Wi -Fi הוא יכול "לעוף" למרחק של כמה עשרות מטרים.
הבגדים החכמים שנוצרו הם עמידים מאוד. הוא יכול להתקפל ולהתכופף עם אובדן מינימלי בעוצמת האות, ורצועות מוליכות יכולות אפילו לחתוך או להישבר מבלי להגביל את יכולות האלחוט. ניתן לכבס, לייבש ולגהץ בגדים באותו אופן כמו בגדים רגילים.
צורה כל כך חכמה יכולה לשמש ביעילות לניטור הביצועים והבריאות של לוחם, הפחתת רמת הקול באוזניות והדפסת הודעות. פטנט כבר נרשם עבורו, ונוצרה דוגמת בד.
הדבר המעניין ביותר הוא שניתן להשתמש בטכנולוגיה זו יחד עם דוגמאות קיימות של מדים. לייזר משמש לחיתוך ותפירה. והחומר המוליך עצמו, שרצועותיו מחוברות מבפנים למדים בעזרת דבק בד, הוא זול. הוא עולה בטווח של כמה דולרים למטר וניתן לספק אותו בלחמניות לשימוש תעשייתי.
לפחמן שהוזכר לעיל יש צורה ידועה נוספת: גרפן. אם צינורות הננו הם בצורת מסגרת, אזי הגרפן שטוח. הוא בנוי מאטומי פחמן היוצרים סריג. לפתיחתו קיבלו בוגרי האוניברסיטאות הרוסיות אנדריי גים וקונסטנטין נובוסלוב את פרס נובל. בעזרת גרפן הצליחו מדענים מאוניברסיטת RMIT במלבורן שבאוסטרליה לפתח שיטה חסכונית וניתנת להרחבה לייצור טקסטיל במהירות המשלבת התקני אחסון אנרגיה.
הדור הבא של בדים עמידים למים חכמים יודפס בלייזר וייוצר תוך דקות. זהו העתיד שמייצגים החוקרים מאחורי טכנולוגיות חדשות לפיתוח טקסטיל אלקטרוני. כבר בשלב הניסוי, תוך שלוש דקות, השיטה מאפשרת לך ליצור דוגמא של בד אינטליגנטי בגודל 10x10 ס מ. הבד עמיד למים, נמתח ומשתלב בקלות עם טכנולוגיות אחסון אנרגיה.
לייזר במקום תופרת
הטכנולוגיה מאפשרת שימוש בהדפסת לייזר ליישום קבלים -על של גרפן ישירות על טקסטיל. מדובר בסוללות עוצמתיות ועמידות הניתנות לשילוב בקלות עם מקורות אנרגיה סולאריים או אחרים. בעתיד, השיטה מאפשרת ליצור טקסטיל חכם במהירות בגלילים.
ד ר ליטי טקקרה, חוקרת בבית הספר למדעי RMIT, מדגישה כי טקסטיל חכם עם טכנולוגיית חישה מובנית, תקשורת אלחוטית או ניטור בריאות דורש פתרונות אנרגיה רבי עוצמה ואמינים.
גישות מודרניות לאחסון אנרגיה חכמה בתעשיית הטקסטיל, כגון תפירת סוללות בבגדים או שימוש בסיבים אלקטרוניים, יכולות להיות מסורבלות ומסורבלות, ובעיות בביצועים.
- הגיב על מצבו של Tekkakar למגזין Science Daily בסוף אוגוסט השנה.
רכיבים אלקטרוניים אלה יכולים גם להיות חשופים לקצרים ולנזק מכני כאשר הם באים במגע עם זיעה או לחות מהסביבה. קבל העל המבוסס על גרפן שלנו הוא לא רק רחיץ לחלוטין, הוא יכול לאחסן את האנרגיה הדרושה להפעלת בגד חכם, וניתן לייצר אותו בכמויות גדולות תוך דקות.
על ידי התמודדות עם האתגרים של אחסון אנרגיה בטקסטיל אלקטרוני, אנו מקווים ליצור דור חדש של טכנולוגיה לבישה ומדי הייטק.
כרגע, בעזרת מחקר, הוכח כי חומר זה הראה עמידות בפני טמפרטורות ושטיפות שונות, תכונותיו נשארות יציבות.
הרעיון נדון בפומבי מאז תחילת שנות האלפיים
בדיקת הטופס ה"חכם "החלה כבר מזמן. רעיון לשימוש בו פורסם בשנת 2005, ובאפריל 2012 הראה טקסטיל אינטליגנטי מבוסס סורי טופס מבטיח באירוע שנערך על ידי המרכז לעסקי הגנה (CDE). המשרד פטנט על מספר טכניקות לאריגת בדים מוליכים מורכבים. בד אלקטרוני יכול לספק למדים מקור כוח מרכזי והעברה מרכזי אחד, ומבטל את רוב הכבלים והחוטים המסורבלים.
המערכת מאפשרת העברת נתונים וכוח גם אם הרקמה ניזוקה, השונה מטכנולוגיות המשתמשות בכבלים.
יש לנו בד משובץ באפוד, חולצה, קסדה, תיק גב וכפפת נשק. זה איפשר לנו ליצור רשת המעבירה אנרגיה ונתונים למקום בו אנו זקוקים להם.
אשה תומפסון, מנהלת אינטליגנטי טקסטיל, סיפרה ל- BBC News.
לאחר מכן קיבלה החברה כ -240 אלף פאונד להמשך פיתוח הטכנולוגיה. החברה גם פיתחה מקלדת מבד לשימוש עם מחשב נייד, שתוכנן להשתלב במדים.
השוק העולמי לבדים חכמים הולך וגדל
Future Research Market, החוזה את תחום השוק הזה עד 2023, מציין כי השוק העולמי של בדים חכמים לשימוש צבאי יעלה עד 1,7 מיליארד דולר עד לתאריך זה.
על פי אנליסטים, ארצות הברית פועלת יותר מכל בכיוון הזה, אך מדינות אסיה, כמו הודו וסין, מוכנות להשקיע במגזר זה.
רוסיה מפתחת משלה
רוסיה גם לא מוכנה לעמוד בצד. ערוץ הטלוויזיה זבזדה מדווח על שימוש בבדים אינטליגנטיים במערך ציוד מבטיח ל"חייל העתיד "הרוסי" רטניק -2 ". בפרט, הטופס משתמש בבד ארמיד ספוג עם הרכב מיוחד מ- JSC "Kamenskvolokno". ערוץ הטלוויזיה "זבזדה" דיבר על כך בחומר שלו על התלבושת החדשה.
בשנת 2018 הציגה רוסטק את חומר הזיקית, ובשנת 2019 - גרסתו המתוקנת. בד זה מסוגל לחקות את הנוף - חומר זה שימש לכיסוי קסדת "הלוחם". כדי להסוות ביעילות לוחם או רכב, החומר צריך רק כמה וואט חשמל. מהנדסי מכון המחקר והפיתוח של Technomash אחראים על הפיתוח.
עבור הארקטי, קרן המחקר המתקדם (FPI) פיתחה חומר מיוחד המסוגל לאגור חום במהלך מאמץ פיזי ולאחר מכן לשחרר אותו בחזרה. מבחינת עתודת האנרגיה המצטברת, בד זה מסוגל לעלות פי 3-5 על החומרים הזרים הזמינים. כך הודיע מנהל הקרן, אנדריי גריגורייב, בהערה ל- TASS ב- 9 ביולי 2019. הבד נוצר באמצעות הטכנולוגיה של ייצור סיבים אולטרה -דקים באמצעות אלקטרו -ספינינג.
בנוסף, הצליחו מדענים רוסים לפתח חומרים חכמים הדומים לאלה שתוארו בתחילת המאמר: הם מאפשרים לאוויר ולאדי מים לעבור דרכם, אך שומרים על חלקיקי אירוסול. FPI דיווחה כי העבודה על הבד מתבצעת במשותף עם אוניברסיטת סאראטוב.
