האפשרות ליצור חומר בעל זווית שבירה שלילית ניבאה עוד בשנת 1967 על ידי הפיזיקאי הסובייטי ויקטור וסלגו, אך רק כעת מופיעים הדגימות הראשונות של מבנים אמיתיים בעלי מאפיינים כאלה. בשל זווית השבירה השלילית, קרני האור מתכופפות סביב האובייקט, מה שהופך אותו לבלתי נראה. לפיכך, הצופה מבחין רק במתרחש מאחורי גבו של האדם הלובש את הגלימה ה"נפלאה ".
כדי להשיג יתרון בשדה הקרב, הכוחות הצבאיים המודרניים פונים ליכולות שעלולות להפריע כגון שריון גוף מתקדם ושריון רכב וננוטכנולוגיה. הסוואה חדשנית, מכשירים חשמליים חדשים, מצברי-על והגנה "אינטליגנטית" או תגובתית של פלטפורמות ואנשי צוות. מערכות צבאיות הופכות מורכבות יותר, חומרים מתקדמים ורב-פונקציונאליים חדשים לשימוש רב-תכליתי מתפתחים ומיוצרים, ומזעור האלקטרוניקה הכבדה והגמישה מתרחש בקפיצות.
דוגמאות לכך כוללות חומרים מבטיחים לריפוי עצמי, חומרים מרוכבים מתקדמים, קרמיקה פונקציונלית, חומרים אלקטרוכרומיים, חומרים "הגנת סייבר" המגיבים להפרעות אלקטרומגנטיות. הם צפויים להפוך לעמוד השדרה של טכנולוגיות מפריעות שישנו באופן בלתי הפיך את שדה הקרב ואת אופי פעולות האיבה העתידיות.
חומרים מתקדמים מהדור הבא, כגון מטא-חומרים, גרפן וננו-צינורות פחמן, מייצרים עניין רב והשקעה מכיוון שיש להם תכונות ופונקציונליות שאינן נמצאות בטבע ומתאימות ליישומי הגנה ומשימות המבוצעות במרחבים קיצוניים או עוינים. הננוטכנולוגיה משתמשת בחומרים בקנה מידה ננומטר (10-9) על מנת להיות מסוגל לשנות מבנים ברמה האטומית והמולקולרית וליצור רקמות, מכשירים או מערכות שונות. חומרים אלה הם אזור מבטיח מאוד ובעתיד יכולים להיות להם השפעה רצינית על יעילות הלחימה.
חומרים מתכתיים
לפני שנמשיך, בואו נגדיר חומרי מטא. מטא -חומר הוא חומר מורכב, שתכונותיו נקבעות לא פחות מהתכונות של האלמנטים המרכיבים אותו, כמו על -ידי מבנה תקופתי שנוצר באופן מלאכותי. הם אמצעי יצירה מלאכותיים ומובנים במיוחד עם תכונות אלקטרומגנטיות או אקוסטיות שקשה להשיג אותם מבחינה טכנולוגית, או שאינם נמצאים בטבע.
תאגיד Kymeta, חברה בת של אינטלקטואל ונצ'רס, נכנסה לשוק הביטחון בשנת 2016 עם אנטנת המטא -חומרים mTenna. לדברי מנהל החברה נתן קונדס, אנטנה ניידת בצורת אנטנת מקלט שוקלת כ -18 ק ג וצורכת 10 וואט. ציוד לאנטנות מטא -חומר הוא בערך בגודל של ספר או נטבוק, אין בו חלקים נעים, ומיוצר באותו אופן כמו צגי LCD או מסכי סמארטפון בטכנולוגיית TFT.
חומרים מטא -חומרים מורכבים ממיקרו -מבנים באורך תת -גלים, כלומר מבנים שממדיהם נמוכים מאורך הגל של הקרינה עליהם עליהם לשלוט.ניתן ליצור מבנים אלה מחומרים לא מגנטיים כגון נחושת ולחרוט על מצע PCB מפיברגלס.
ניתן ליצור מטא -חומרים לאינטראקציה עם המרכיבים העיקריים של גלים אלקטרומגנטיים - קבוע דיאלקטרי וחדירות מגנטית. לדברי פאבלוס הולמן, ממציא ב- Intellectual Ventures, אנטנות שנוצרו באמצעות טכנולוגיית מטא -חומרים עלולות בסופו של דבר להחליף מגדלים סלולריים, קווי טלפון קווייים וכבלים קואקסיאליים וסיבים אופטיים.
אנטנות מסורתיות מכוונות ליירוט אנרגיה מבוקרת באורך גל ספציפי, המרגש אלקטרונים באנטנה ליצירת זרמים חשמליים. בתורו, ניתן לפרש אותות מקודדים אלה כמידע.
מערכות אנטנות מודרניות מסורבלות מכיוון שתדרים שונים דורשים אנטנה מסוג אחר. במקרה של אנטנות העשויות מטא -חומרים, שכבת השטח מאפשרת לך לשנות את כיוון הכיפוף של גלים אלקטרומגנטיים. מטא -חומרים מראים חדירות דיאלקטרית שלילית ושלילית מגנטית ולכן יש להם מדד שבירה שלילי. מדד שבירה שלילי זה, שאינו מצוי בחומר טבעי כלשהו, קובע את השינוי בגלים אלקטרומגנטיים בעת חציית הגבול של שני אמצעי תקשורת שונים. לפיכך, ניתן לכוונן את מקלט האנטנה המטא -חומרית אלקטרונית כדי לקבל תדרים שונים, מה שמאפשר למפתחים להשיג פס רחב ולהקטין את גודל רכיבי האנטנה.
חומרי המטא שבתוך אנטנות כאלה מורכבים למטריצה שטוחה של תאים בודדים צפופים (הדומה מאוד למיקום הפיקסלים על מסך טלוויזיה) עם מטריצה שטוחה נוספת של מדריכי גל מלבניים מקבילים, וכן מודול השולט בפליטת הגלים באמצעות תוכנה ומאפשר לאנטנה לקבוע את כיוון הקרינה.
הולמן הסביר כי הדרך הקלה ביותר להבין את היתרונות של אנטנות מטא -חומריות היא לבחון מקרוב את הצמצמים הפיזיים של האנטנה ואת האמינות של חיבורי אינטרנט באוניות, מטוסים, מזל טים ומערכות נעות אחרות.
"לכל לוויין תקשורת חדש ששוגר למסלול בימים אלה", המשיך הולמן, "יש יותר קיבולת מאשר למערך הלוויינים שהיה לפני מספר שנים בלבד. יש לנו פוטנציאל עצום לתקשורת אלחוטית ברשתות הלוויין הללו, אבל הדרך היחידה לתקשר איתן היא לקחת צלחת לווין, שהיא גדולה, כבדה ויקרה להתקנה ותחזוקה. בעזרת אנטנה המבוססת על מטא -חומרים, אנו יכולים ליצור לוח שטוח שיכול לכוון את הקורה ולכוון ישירות אל הלוויין.
"חמישים אחוז מהזמן האנטנה הניתנת לניהול פיזי אינה מכוונת לוויין ואתם למעשה לא מקוונים", אמר הולמן. "לכן, אנטנה מטא -חומרית יכולה להיות שימושית במיוחד בהקשר ימי, כיוון שהמנה נשלטת פיזית כדי לכוון אותה ללוויין, מכיוון שהספינה משתנה לעיתים קרובות במסלול ומתנדנדת כל הזמן על הגלים."
ביוניקה
פיתוח חומרים חדשים מתקדמת גם ביצירת מערכות גמישות רב תכליתיות בעלות צורות מורכבות. כאן ממלא תפקיד חשוב של המדע השימושי ביישום עקרונות הארגון, המאפיינים, הפונקציות והמבנים של הטבע החי במכשירים ומערכות טכניות. ביוניקה (בספרות הביו -מימטית בספרות המערבית) מסייעת לאדם ליצור מערכות טכניות מקוריות ותהליכים טכנולוגיים המבוססים על רעיונות הנמצאים ומושאלים מהטבע.
מרכז המחקר ללוחמת הצוללות של הצי האמריקאי בודק מכשיר חיפוש מוקשים אוטונומי (APU) העושה שימוש בעקרונות ביוניים. חיקוי תנועות החיים הימיים. אורך התער הוא 3 מטרים וניתן לשאת אותו על ידי שני אנשים.האלקטרוניקה שלה מרכזת את העבודה של ארבע כנפיים מתנפחות ושני מדחפים אחוריים. התנועות המתנפננות מחקות את תנועותיהם של כמה בעלי חיים, כגון ציפורים וצבים. זה מאפשר ל- APU לרחף, לבצע תמרון מדויק במהירויות נמוכות ולהגיע למהירויות גבוהות. יכולת תמרון זו גם מאפשרת לתער למקם את עצמו בקלות ולצוף סביב אובייקטים להדמיה תלת מימדית.
סוכנות המחקר של הצי האמריקאי מממנת את פיתוח מערכות האנרגיה פליינט של אב טיפוס עבור הטבילה Velox האוטונומית האופציונלית, המחליפה את המדחפים במערכת של סנפירים רב-יציבים, לא ליניאריים, דמויי נייר, המייצרים תנועות גליות שחוזרות על עצמן. המכשיר ממיר את תנועות סנפירי הפולימר האלקטרו -אקטיביים, הגלים והגמישים עם גיאומטריה היפרבולית מישורית לתנועה טרנסלציונית, הנעה בחופשיות מתחת למים, בגלי הגלישה, בחול, מעל הים והצמחייה היבשתית, על סלעים חלקלקים או קרח.
לדברי דובר Pliant Energy Systems, התנועה הגלית קדימה מונעת הסתבכות בצמחייה צפופה, מכיוון שאין חלקים מסתובבים, תוך צמצום הפגיעה בצמחים ובמשקעים. כלי השיט עם רעש נמוך, המונעים על ידי סוללת ליתיום-יון, יכולים לשפר את ציפתו כדי לשמור על מיקומו מתחת לקרח, בעוד שניתן לשלוט בו מרחוק. משימותיה העיקריות הן: תקשורת, לרבות ערוצי GPS, WiFi, רדיו או לוויין; איסוף מודיעין ואיסוף מידע; חיפוש והצלה; וסריקה וזיהוי של דקות.
פיתוח הננו -טכנולוגיה ומיקרו -מבנים חשוב מאוד גם בטכנולוגיות ביוניות, שההשראה אליהן נלקחת מהטבע על מנת לדמות תהליכים פיזיים או לייעל את ייצור חומרים חדשים.
מעבדת המחקר של הצי האמריקאי מפתחת מגן פולימרי שקוף בעל מבנה מיקרו -שכבתי הדומה לקליפה הצינית של סרטנים, אך עשוי מחומרים פלסטיים. זה מאפשר לחומר להישאר תואם בטווח רחב של טמפרטורות ועומסים, מה שמאפשר להשתמש בו להגנה על כוח אדם, פלטפורמות נייחות, כלי רכב ומטוסים.
לדברי יאס סנג'רה, ראש חומרים ומכשירים אופטיים במעבדה זו, ההגנה הקיימת בשוק עשויה בדרך כלל משלושה סוגי פלסטיק ואינה יכולה לעמוד במאה אחוז בכדור 9 מ מ שנורה בין 1-2 מטרים ועף במהירות. 335 מ / ש.
שריון שקוף שפותח על ידי מעבדה זו מאפשר הפחתה של 40% במסה תוך שמירה על שלמות בליסטית וסופג 68% יותר אנרגיית כדורים. סנג'רה הסביר כי השריון יכול להיות מושלם למספר יישומים צבאיים, כגון כלי רכב המוגנים על שלי, רכבים משוריינים אמפיביים, רכבי אספקה וחלונות תא טייס.
לדברי סנג'רה, מעבדתו מתכוונת, בהתבסס על ההתפתחויות הקיימות, ליצור שריון שקוף וקונפורמי בעל מאפיינים מרובי השפעות ולהשיג ירידה במשקל של יותר מ -20%, שתספק הגנה מפני כדורי רובה בקוטר 7, 62x39 מ מ.
DARPA מפתחת גם שריון Spinel שקוף בעל תכונות ייחודיות. לחומר זה מאפיינים מרובים להשפעה, קשיות גבוהה ועמידות בפני שחיקה, עמידות מוגברת לגורמים חיצוניים; הוא משדר קרינת אינפרא אדום רחב יותר בינוני, מה שמגדיל את היכולות של מכשירי ראיית לילה (היכולת לראות אובייקטים מאחורי משטחי זכוכית), וגם שוקל חצי ממשקל הזכוכית המסורתית חסינת כדורים.
פעילות זו היא חלק מתוכנית האטומים למוצר (A2P) של DARPA, אשר "מפתחת את הטכנולוגיות והתהליכים הנדרשים להרכבת חלקיקי ננו (קרוב לגודל אטומי) למערכות, רכיבים או חומרים לפחות בקנה מידה של מילימטר".
במהלך שמונה השנים האחרונות, הסוכנות השיגה הפחתה בעובי השריון השקוף הבסיסי מכ -18 ס"מ ל -6 ס"מ, תוך שמירה על מאפייני החוזק שלה, על פי ראש תוכנית A2P ב- DARPA, ג'ון מיין. הוא מורכב משכבות רבות ושונות, "לא כולן קרמיקה ולא כולן פלסטיק או זכוכית", הנצמדות לחומר הגיבוי כדי למנוע סדקים. "אתה צריך לחשוב על זה כעל מערכת הגנה, ולא כחומר מונוליטי".
זכוכית ספינל יוצרה להתקנה על אב טיפוס של משאיות FMTV של הצבא האמריקאי (משפחה של רכבים טקטיים בינוניים) להערכה על ידי מרכז המחקר המשוריין.
במסגרת תוכנית A2P, DARPA העניקה ל- Voxtel, מכון אורגון עבור ננו -חומרים ומיקרואלקטרוניקה, חוזה של 5.59 מיליון דולר למחקר תהליכי ייצור הנמתחים מננו למאקרו. פרויקט ביוני זה כולל פיתוח של דבק סינטטי המחקה את יכולות לטאת השממית.
"על סוליות השממית יש משהו כמו שערות קטנות … באורך של כ -100 מיקרון, המסתעפות באלימות. בקצה כל ענף קטן יש ננו -פלטה זעירה בגודל של כ -10 ננומטר. כאשר הם במגע עם קיר או תקרה, צלחות אלה מאפשרות לשממה להיצמד לקיר או לתקרה ".
מיין אמר כי היצרנים לעולם לא יוכלו לשחזר את היכולות הללו מכיוון שהם לא יכולים ליצור מבני ננו מסועפים.
"ווקסטל מפתחת טכנולוגיות ייצור המשכפלות את המבנה הביולוגי הזה ולוכדות את התכונות הביולוגיות האלה. הוא משתמש בננו -צינורות פחמן בצורה ממש חדשה, הוא מאפשר לך ליצור מבנים תלת -ממדיים מורכבים ולהשתמש בהם בדרכים מקוריות מאוד, לאו דווקא כמבנים, אלא בדרכים אחרות וממציאות יותר ".
ווקסטל רוצה לפתח טכניקות ייצור מתקדמות תוספות שיפיקו "חומרים שמורכבים בעצמם לגושים שלמים מבחינה תפקודית, ואז יורכבו למערכות הטרוגניות מורכבות". טכניקות אלה יתבססו על הדמיית קודים גנטיים פשוטים ותגובות כימיות כלליות הנמצאות בטבע, המאפשרות למולקולות להתאסף עצמן מהרמה האטומית למבנים גדולים המסוגלים לספק לעצמם אנרגיה.
"אנחנו רוצים לפתח דבק רב פעמי לשימוש חוזר. היינו רוצים לקבל חומר בעל תכונות של דבק אפוקסי, אך ללא חד פעמיות וזיהום פני השטח שלו - אמר מיין. "היופי בחומר בסגנון שממית הוא בכך שהוא אינו מותיר שאריות ופועל באופן מיידי."
חומרים מתקדמים אחרים המתקדמים במהירות כוללים חומרים דקים במיוחד כגון צינורות גרפן ופחמן, בעלי תכונות מבניות, תרמיות, חשמליות ואופטיות שיחוללו מהפכה במרחב הלחימה של היום.
גרפן
בעוד שלננו -צינורות פחמן יש פוטנציאל טוב ליישומים במערכות אלקטרוניות והסוואה, כמו גם בתחום הביו -רפואי, הגרפן הוא "יותר מעניין כי הוא מציע, לפחות על הנייר, יותר אפשרויות", אמר ג'וזפה דקבינו, דובר ההגנה האירופית. סוכנות (EOA).
גרפן הוא ננו-חומר דק במיוחד הנוצר משכבת אטומי פחמן בעובי אטום אחד. לגראפן קל ועמיד יש מוליכות תרמית וחשמלית גבוהה. התעשייה הביטחונית בוחנת היטב את האפשרות להשתמש בגרפן ביישומים הדורשים את עוצמתו, גמישותו ועמידותו בטמפרטורות גבוהות, למשל במשימות לחימה המתבצעות בתנאים קיצוניים.
דקבינו אמר שגרפן "הוא, לפחות בתיאוריה, חומר העתיד. הסיבה לכך שיש עכשיו כל כך הרבה דיונים מעניינים היא שאחרי כל כך הרבה שנים של מחקר במגזר האזרחי, התברר שזה ישנה את תרחישי הלחימה ".
"רשימה של כמה מהאפשרויות: אלקטרוניקה גמישה, מערכות חשמל, הגנה בליסטית, הסוואה, מסננים / ממברנות, חומרי פיזור חום גבוהים, יישומים ביו -רפואיים וחיישנים. אלה הם למעשה הכיוונים הטכנולוגיים העיקריים ".
בדצמבר 2017, EAO החל במחקר בן שנה של יישומים צבאיים מבטיחים של גרפן והשפעתו על תעשיית הביטחון האירופית. בראש עבודה זו עמדה הקרן הספרדית למחקר וטכנולוגיה חדשנית, איתה אוניברסיטת קרטחנה והחברה הבריטית Cambridge Nanomaterial Technology Ltd. במאי 2018 התקיים יום עיון של חוקרים ומומחים בנושא גרפן, שם נקבע מפת דרכים לשימושו במגזר הביטחוני.
לדברי EOA, "בין החומרים שיש להם פוטנציאל לחולל מהפכה ביכולות ההגנה בעשור הקרוב, הגרפן נמצא גבוה ברשימה. קל משקל, גמיש, חזק פי 200 מפלדה, והמוליכות החשמלית שלו מדהימה (טובה יותר מסיליקון), כמו גם המוליכות התרמית שלה ".
ה- EOA ציין גם כי לגראפן יש תכונות יוצאות דופן בתחום "ניהול חתימות". כלומר, בעזרתו ניתן לייצר "ציפויים סופגים רדיו, שיהפכו כלי רכב צבאיים, מטוסים, צוללות וספינות שטח לחפצים כמעט בלתי ניתנים לגילוי". כל זה הופך את הגרפן לחומר אטרקטיבי במיוחד לא רק לתעשייה האזרחית, אלא גם ליישומים צבאיים, יבשה, אוויר וים ".
לשם כך חוקר הצבא האמריקאי את השימוש בגרפן לרכבים ולביגוד מגן. לדברי המהנדס אמיל סנדוז-רוסאדו ממעבדת המחקר הצבאי של צבא ארה ב (ARL), לחומר זה יש תכונות מכניות מצוינות, שכבה אטומית אחת של גרפן נוקשה פי 10 וחזקה פי 30 מאותה שכבה של סיבים בליסטיים מסחריים. “התקרה לגרפן גבוהה מאוד. זו אחת הסיבות לכך שכמה קבוצות עבודה ב- ARL גילו בו עניין, מכיוון שמאפייני העיצוב שלה מבטיחים מאוד מבחינת ההזמנה.
עם זאת, ישנם גם קשיים גדולים למדי. אחד מהם הוא קנה מידה של החומר; הצבא זקוק לחומרי הגנה שיכולים לכסות טנקים, כלי רכב וחיילים. "אנחנו צריכים הרבה יותר. באופן כללי, אנחנו מדברים על מיליון שכבות או יותר שאנחנו צריכים כרגע ".
סנדוז-רוזדו אמר כי ניתן לייצר גרפן באחת או בשתי דרכים, או באמצעות תהליך קילוף שבו גרפיט איכותי מופרד לשכבות אטומיות נפרדות, או על ידי גידול שכבה אטומית אחת של גרפן על רדיד נחושת. תהליך זה מבוסס היטב על ידי מעבדות המייצרות גרפן באיכות גבוהה. "זה לא ממש מושלם, אבל זה די קרוב לזה. עם זאת, היום הגיע הזמן לדבר על יותר משכבה אטומית אחת, אנחנו צריכים מוצר מלא ". כתוצאה מכך, לאחרונה הושקה תוכנית לפיתוח תהליכי ייצור גרפן מתמשכים בקנה מידה תעשייתי.
"בין אם מדובר בצינורות פחמן או גרפן, עליך לקחת בחשבון את הדרישות הספציפיות שיש לעמוד בהן", הזהיר דקבינו וציין כי התיאור הפורמלי של המאפיינים של חומרים מתקדמים חדשים, התקינה של התהליכים המדויקים ליצירת חומרים חדשים, יכולת השחזור של תהליכים אלה, יכולת הייצור של כל השרשרת (ממחקר בסיסי ועד ייצור הדגמות ואבות טיפוס) זקוקים למחקר והצדקה קפדניים בכל הנוגע לשימוש בחומרים פורצי דרך כגון גרפן וננו -צינורות פחמן בפלטפורמות צבאיות.
"זה לא רק מחקר, כי אחרי הכל, אתה צריך להיות בטוח שחומר מסוים מתואר באופן רשמי ואז אתה צריך להיות בטוח שאפשר לייצר אותו בתהליך מסוים.זה לא כל כך פשוט, מכיוון שתהליך הייצור יכול להשתנות, איכות המוצר המיוצר יכולה להשתנות בהתאם לתהליך, ולכן יש לחזור על התהליך מספר פעמים ".
לדברי Sandoz-Rosado, ARL עבדה עם יצרני גרפן כדי להעריך את רמת האיכות של המוצר ואת מדרגיותו. למרות שטרם ברור אם לתהליכים רציפים, הנמצאים בתחילת היווצרותם, יש מודל עסקי, יכולת מתאימה והאם הם יכולים לספק את האיכות הנדרשת.
דקבינו ציין כי התקדמות במודלים ממוחשבים ומחשוב קוונטי עשויה להאיץ את המחקר והפיתוח, כמו גם פיתוח שיטות לייצור חומרים מתקדמים בעתיד הקרוב. “בעזרת עיצוב בעזרת מחשב ודוגמנות חומרים, ניתן לדגמן הרבה דברים: אפשר לדמות מאפיינים חומריים ואפילו תהליכי ייצור. אתה יכול אפילו ליצור מציאות מדומה, שבו אתה יכול בעצם להסתכל על השלבים השונים של יצירת חומר.
עוד אמר דקווינו כי דוגמנות מחשבים מתקדמות וטכניקות מציאות מדומה מספקות יתרון על ידי יצירת "מערכת משולבת שבה תוכל לדמות חומר מסוים ולראות אם ניתן ליישם את החומר הזה בסביבה מסוימת". מחשוב קוונטי יכול לשנות באופן קיצוני את מצב העניינים כאן.
"בעתיד אני רואה עניין רב יותר בדרכי ייצור חדשות, דרכים חדשות ליצירת חומרים חדשים ותהליכי ייצור חדשים באמצעות הדמיית מחשבים, שכן פוטנציאל מחשוב עצום ניתן להשיג רק באמצעות מחשבים קוונטיים."
לדברי דקווינו, חלק מהיישומים של גרפן מתקדמים יותר מבחינה טכנולוגית, בעוד שאחרים פחות. לדוגמה, ניתן לשפר חומרים מרוכבים קרמיים מבוססי מטריקס על ידי שילוב של לוחות גרפן המחזקים את החומר ומגבירים את עמידותו המכנית תוך הפחתת משקלו. "אם אנחנו מדברים למשל על חומרים מרוכבים", המשיך דקבינו, "או, במילים הכלליות ביותר, על חומרים המחוזקים על ידי הוספת גרפן, אז נקבל חומרים אמיתיים ותהליכים אמיתיים של ייצור המוני שלהם, אם לא מחר, אבל אולי בחמש השנים הקרובות ".
"זו הסיבה שגרפן כל כך מעניין עבור מערכות הגנה בליסטיות. לא כי ניתן להשתמש בגרפן כשריון. אבל אם אתה משתמש בגרפן בשריון שלך כחומר מחזק, אז הוא יכול להתחזק אפילו מקבלר ".
אזורי עדיפות, למשל, מערכות וחיישנים אוטונומיים, כמו גם אזורים צבאיים בסיכון גבוה, כמו מתחת למים, חלל וקיברנטיות, תלויים יותר מכל בחומרים מתקדמים חדשים ובממשק של ננו ומיקרוטכנולוגיה עם ביוטכנולוגיה, "התגנבות" חומרים, חומרים ריאקטיביים ומערכות ייצור ואחסון אנרגיה.
מטא -חומרים וננו -טכנולוגיה כגון גרפן וננו -צינורות פחמן עוברים פיתוח מהיר כיום. בטכנולוגיות חדשות אלה, הצבא מחפש הזדמנויות חדשות, בוחן את היישומים שלהן ואת המכשולים הפוטנציאליים, שכן הוא נאלץ לאזן בין הצרכים של שדה הקרב המודרני לבין יעדי מחקר ארוכי טווח.
