Әскери техникадағы революция. Бұл сөздер бірінші кезекте супер қару, лазерлік танктер, жаңа буын бағдарламалық жасақтамасы, жасанды интеллектпен байланысты. Дегенмен, жақын арада әскери өнеркәсіпте алмастырғыш аз, бірақ маңызды емес - әскери формадағы төңкеріс күтеді. Әлемнің әскерлері мүлдем жаңа әскери киімді енгізу жолында.
Болжам бойынша, «ақылды» форма алдағы 7-10 жылда әр түрлі елдердің армиясында жаппай пайда бола бастайды. Қазір бірнеше елдер Hi-Tech-мата мен оның негізінде киім шығарумен айналысады.
Шартты түрде «ақылды» маталарды бірнеше түрге бөлуге болады:
1. Пассивті. Бұл жағдайда материал пайдаланушыға кейінгі әрекеттер үшін ақпаратты жинайды және жібереді.
2. Белсенді. Бұл жағдайда HiTech матасы тек ақпаратты қабылдап қана қоймайды, сонымен қатар әрекет етеді, мәліметтердің бір бөлігі дербес компьютерге беріледі, бұл берілген алгоритмге сәйкес функционалдылықты өңдеуге сигнал береді.
3. Интерактивті. Ақылды мата ақпаратты жинап қана қоймайды, сонымен қатар сыртқы өзгерістерге сәйкес әрекет етеді және бейімделеді. Атап айтқанда, осы технологияларды қолдану арқылы жасалған дене броньдары мен қорғаныс тақталары ұрыс кезінде өздерінің беріктік сипаттамаларын қалпына келтіре алады. Немесе форманың материалы қатып қалуы мүмкін, мысалы, аяқ -қолдың сынуы.
Ақылды матаға сұраныс көп
Жаңа ұрпақтың перспективалы түріне бірнеше маңызды талаптар қойылады. Мысалы, ол бір жағынан «тыныс алатын» болады, бірақ екінші жағынан ол вирустар мен химиялық қарулар сияқты қауіптен қорғауға арналған. Бұл талаптардың себептері қандай?
Біріншіден, қазіргі заманғы биохимиялық қорғаныс костюмдері - ұрыс алаңы үшін өте ыңғайсыз форма. Олар көлемді және герметикалық тығыздалған. Әскердің денесі соңғы факторға байланысты қатты терлейді. Байланысты жабдықтар да өте ыңғайлы емес. Қызып кету, шаршау … Мұндай киіммен жұмыс жасайтын әскерлердің тиімділігі сарбаздардың шаршауына, олардың күнделікті ыңғайсыздықтарға назар аударуына байланысты төмендейді.
Бұл мәселенің шешімі - «тыныс алатын» қорғаныс құралдары: ол ауаның өтуіне мүмкіндік береді және, атап айтқанда, су буының шығуына мүмкіндік береді. Нәтижесінде адам денесінің негізгі салқындату механизмі - тер булануы мүмкін. Дегенмен, механизм химиялық және биологиялық агенттерді блоктау керек. Міне, бұл жерде технология деп аталатын ойындар пайда болады. «Екінші тері». Бірақ бұл технология шын мәнінде қазіргі формадағы революциялық өзгерістердің бір ғана элементі. Біз көміртекті нанотүтіктерге негізделген мата туралы айтып отырмыз.
Ені - 5 нанометрден аз
Көміртек-химияда ең көп ізденетін және белгілі «құрылыс материалдарының» бірі. Атап айтқанда, органикалық химия негізінен периодтық жүйенің осы нақты элементін қолдануға негізделген.
Алайда, бұл олардың құбыр ретінде жұмыс істеу қабілетіне байланысты, деп жазады Ливермор ұлттық зертханасының қызметкері Энн М. Старк. Лоуренс (Беркли университеті, АҚШ), зерттеушілер көміртегі нанотүтікшелері бар мембраналары бар маталар шығаруда.
Нанотүтіктер адам шашының диаметрінен бес мың есе кіші. Олар ауа мен су буы өтетін арналарды қамтамасыз етеді, сонымен қатар биологиялық агенттерді блоктайды.
- дейді Старк: оның сөзін news.com.ua келтіреді.
Сонымен қатар, аэроғарыштық және жаһандық қауіпсіздікке маманданған технологиялық компаниялар (мысалы, Northrop Grumman) академиялық және мемлекеттік зертханалармен бірге осы бағыттағы зерттеулерді белсенді түрде қаржыландырады.
Көміртекті нанотүтіктерді қолдану екінші тері технологиясымен шектелмейді; әзірлеушілер олардың кеңінен қолданылуын басқа инновацияларда, соның ішінде икемді электроникада, озық аэроғарыштық компоненттерде, тіпті ғарыштық лифттердің әлеуетті дамуында көреді.
Көміртек бұрыннан ғалымдарды қызықтырды
Көміртегі потенциалы ғалымдарды көптен бері қызықтырды; олар 1991 жылы алғашқы нанотүтікшелерді алуға қол жеткізді. Тиісті технологияларды қолдана отырып, байланысқан көміртек атомдарынан жасалған құбырлар кеуектері жеке атомдардың диаметрінен бірнеше есе үлкен материалға негіз бола алады.
Мұндай тіндерге ену үшін тіпті вирустар да көлемді. Сонымен қатар, ауа мен су буы еркін өтеді, сондықтан мата Gore-Tex сияқты танымал коммерциялық маталарға қарағанда жақсы «дем алады».
Сонымен қатар, химиялық агенттер ықшам және нанотүтік арқылы сырғып кетуі мүмкін. Шешім - бұл нанотүтіктерді қауіпті болдырмау үшін қақпашылар ретінде қызмет ететін молекулалардың функционалды топтарымен жабдықтау арқылы оларды ақылды ету. Livermore командасының жетекшісі Куанг Джен Вудың айтуынша, мата «: сондықтан жоғарыда аталған атау.
Осылайша, мата қыша газы, GD және VX жүйке газдары, стафилококк энтеротоксині сияқты улы заттар, сібір жарасы сияқты биологиялық спораларды бөгей алады.
- деп баса көрсетеді Джен У.
Ұқсас материалды АҚШ қорғаныс қауіптерін төмендету жөніндегі агенттігінің Біріккен ғылым мен технология бюросы әзірледі. Пентагон 2016 жылдың желтоқсанында жаңа ақылды матаның пайда болуы мүмкін екенін жариялады: бұл туралы ақпаратты Force Network порталы жариялады.
Нанотүтіктерді қолдану басқа да қызықты перспективаларды ұсынады. Атап айтқанда, болашақ жауынгерінің жабдықталуы формаға сарбаздың денсаулығына нақты уақытта диагноз қоятын икемді ақылды элементтер енгізілетінін білдіреді. Сонымен қатар, ғалымдар формаға элементтерді енгізу арқылы перспективалы жауынгерлік жүйелерді жеңілдету жолдарын іздейді. Атап айтқанда, олар сымдардан арылып, мәліметтерді жоғары жылдамдықпен беруді де, электрониканы қуатпен қамтамасыз ету мүмкіндігіне қызығушылық танытады. Нанокөміртекті түтіктер - икемді процессорлар жасау үшін ең жақсы таңдау. Алайда зерттеушілердің қызығушылығы тек оларға ғана бағытталмаған.
Джон Хо, Сингапур Ұлттық Университеті (NUS) және NUS Engineering инженерлік денсаулық сақтау инновациялары мен технологиялары институтының доценті, Futurity -ге оның командасы бірнеше киюге арналған сигнал өткізгіш ретінде қолдануға болатын ақылды матаны қалай жасағанын айтты. құрылғылар бір мезгілде. Мақала осы жылдың 29 шілдесінде жарияланды.
Қазіргі уақытта көптеген құрылғылар сымсыз байланыс үшін Bluetooth мен Wi-Fi пайдаланады. Алайда, бұл технологиялар электрониканы тез ағызады, бұл жауынгерлік операциядағы сарбаздар үшін қолайсыз. АҚШ армиясы аккумулятор зарядтағыштардың құны атыс қаруының оқ -дәрілерінің құнынан асып кетуі мүмкін деп есептеді, өйткені әскери қызметшілер кез келген батареяны жаңасына ауыстыруды жөн көреді.
Метаматериалдар
Сингапурда жаңа Hi-Tech матасын жасау үшін метаматериалдар деп аталатын материалдар қолданылды. Жасанды түрде жасалған және теріс сыну көрсеткіші бар, олар бірегей электрлік, магниттік, оптикалық және басқа да қасиеттерге ие.
Метаматериалдар деп аталатындарды жасауға қабілетті.«Беттік толқындар», ол қазіргі заманғы хаттамалардан 1000 есе кем қуатты мәліметтерді беруді қамтамасыз ете алады. Сонымен қатар, мұндай сигналдың берілуі бұзуға осал емес - ақпарат денеден 10 см қашықтықта «кетеді» - Bluetooth мен Wi -Fi желісінде ол бірнеше ондаған метр қашықтыққа «ұшып» кете алады.
Жасалған ақылды киімдер өте берік. Ол сигнал күшінің ең аз жоғалуымен бүктеліп, бүгілуі мүмкін, ал өткізгіш жолақтар сымсыз мүмкіндіктерді шектеместен тіпті кесілуі немесе үзілуі мүмкін. Киімді қарапайым киім сияқты жууға, кептіруге және үтіктеуге де болады.
Мұндай интеллектуалды форманы жауынгердің өнімділігі мен денсаулығын бақылау, құлаққаптардағы дыбыс деңгейін төмендету және хабарламаларды басып шығару үшін тиімді пайдалануға болады. Оған қазірдің өзінде патент тіркеліп, матаның үлгісі жасалды.
Ең қызықтысы - бұл технологияны қолданыстағы формалардың үлгілерімен бірге қолдануға болады. Лазер кесу мен тігу үшін қолданылады. Ал жолақтары ішінен формаға мата желімінің көмегімен бекітілген өткізгіш материалдың өзі арзан. Оның бағасы метр үшін бірнеше доллар диапазонында және өнеркәсіптік пайдалануға арналған ораммен жеткізілуі мүмкін.
Бұрын айтылған көміртектің тағы бір белгілі формасы бар: графен. Егер нанотүтікшелер қаңқа түрінде болса, онда графен тегіс болады. Ол тор құрайтын көміртек атомдарынан тұрады. Оның ашылуы үшін ресейлік жоғары оқу орындарының түлектері Андрей Гейм мен Константин Новоселов Нобель сыйлығын алды. Графенді қолдана отырып, Австралияның Мельбурн қаласындағы RMIT университетінің ғалымдары энергия сақтайтын қондырғылары бар тоқыма бұйымдарын тез жасаудың үнемді және ауқымды әдісін ойлап тапты.
Су өткізбейтін ақылды маталардың келесі буыны бірнеше минут ішінде лазермен басып шығарылады. Бұл электронды тоқыма бұйымдарын дамытудың жаңа технологияларын зерттеушілер ұсынады. Сынақ сатысында қазірдің өзінде үш минут ішінде әдіс сізге 10х10 см ақылды матаның үлгісін жасауға мүмкіндік береді. Мата су өткізбейтін, созылатын және энергия сақтау технологиясымен оңай бірігеді.
Тігіншінің орнына лазер
Бұл технология графикалық суперконденсаторларды тоқыма бұйымдарына тікелей қолдану үшін лазерлік басып шығаруды қолдануға мүмкіндік береді. Олар қуатты және берік батареялар, оларды күн немесе басқа энергия көздерімен оңай біріктіруге болады. Болашақта бұл әдіс орамдағы ақылды тоқыма бұйымдарын тез жасауға мүмкіндік береді.
RMIT Ғылым мектебінің зерттеушісі, доктор Лити Теккакара сенсорлық технологиясы бар, сымсыз байланыс немесе денсаулық мониторингісі бар ақылды тоқыма қуатты және сенімді энергия шешімдерін қажет ететінін атап көрсетеді.
Тоқыма өнеркәсібінде ақылды энергияны сақтаудың заманауи тәсілдері, мысалы, батареяларды киімдерге тігу немесе электронды талшықтарды қолдану, күрделі және ауыр болуы мүмкін және өнімділік мәселелеріне ие болуы мүмкін.
- Теккакардың жағдайы туралы Science Daily журналына осы жылдың тамыз айының соңында түсініктеме берді.
Бұл электронды компоненттер қоршаған ортадан термен немесе ылғалмен байланысқан кезде қысқа тұйықталуға және механикалық зақымға сезімтал болуы мүмкін. Біздің графенге негізделген суперконденсатор толығымен жууға ғана жарамайды, ол ақылды киімді қуаттандыруға қажетті энергияны жинай алады және бірнеше минут ішінде көп мөлшерде шығарылады.
Электронды тоқыма бұйымдарында энергияны сақтау мәселелерін шеше отырып, біз тозатын технологияның жаңа буынын және Hi-Tech формасын құрамыз деп үміттенеміз.
Қазіргі уақытта зерттеу көмегімен бұл материалдың әр түрлі температураға және жууға төзімділігі дәлелденді, оның қасиеттері тұрақты болып қалады.
Тұжырымдама 2000 жылдардың басынан бері көпшілік алдында талқылануда
«Ақылды» форманы тестілеу бұрыннан басталған. Оны пайдалану тұжырымдамасы 2005 жылы жарияланды, ал 2012 жылдың сәуірінде Суррейде орналасқан Intelligent Textiles қорғаныс кәсіпорындары орталығы (CDE) ұйымдастырған іс-шарада перспективалы форманы көрсетті. Фирма күрделі өткізгіш маталарды тоқудың бірнеше әдістерін патенттеді. Электронды мата формалы киімдерді бірыңғай орталық қуат көзі мен беріліс қорымен қамтамасыз ете алады, бұл кабельдер мен сымдардың көпшілігін жояды.
Жүйе тін зақымдалған жағдайда да деректер мен қуатты беруге мүмкіндік береді, бұл кабельдерді қолданатын технологиялардан өзгеше.
Бізде жилет, жейде, дулыға, рюкзак пен қару қолғапына мата салынған. Бұл бізге энергия мен деректерді қажет жерге тасымалдайтын желі құруға мүмкіндік берді.
Бұл туралы BBC News -ке Intelligent Textiles компаниясының директоры Аша Томпсон айтты.
Содан кейін компания технологияны одан әрі дамыту үшін шамамен 240 000 фунт алды. Фирма сонымен қатар ноутбукпен жұмыс істеу үшін матадан жасалған пернетақтаны әзірледі, оны формаға біріктіру жоспарланды.
Ақылды маталардың әлемдік нарығы өсуде
Нарықтың зерттелуінің болашағы 2023 жылға дейін нарықтың осы секторын болжай отырып, әскери мақсаттағы ақылды маталардың әлемдік нарығы осы күнге дейін 1,7 миллиард доллардан асатынын ескертеді.
Сарапшылардың пікірінше, АҚШ бәрінен бұрын осы бағытта жұмыс жасайды, бірақ Үндістан мен Қытай сияқты Азия елдері бұл секторға инвестиция салуға дайын.
Ресей өзінше дамып келеді
Ресей де шет қалуға дайын емес. «Звезда» телеарнасы ресейлік «болашақ сарбазы» «Ратник-2» үшін перспективалы жабдықтар жиынтығында ақылды маталарды қолдану туралы хабарлайды. Атап айтқанда, формада «Каменскволокно» АҚ арнайы композициямен сіңдірілген арамидті мата қолданылады. Бұл туралы «Звезда» телеарнасы жаңа киім туралы материалында айтты.
2018 жылы Rostec хамелеон материалын, ал 2019 жылы - оның қайта қаралған нұсқасын ұсынды. Бұл мата пейзажға еліктеуге қабілетті - бұл материал «Жауынгердің» дулыға жабу үшін қолданылған. Жауынгерді немесе көлікті тиімді камуфляждау үшін материалға бірнеше ватт электр қажет. Әзірлеуге Technomash ҒЗИ инженерлері жауапты.
Арктика үшін Advanced Research Fund (FPI) физикалық жүктеме кезінде жылуды сақтай алатын, содан кейін оны қайтадан шығаратын арнайы материалды әзірледі. Жиналған энергия қоры бойынша бұл мата қолда бар шетелдік материалдардан 3-5 есе асып түсуге қабілетті. Бұл туралы қордың директоры Андрей Григорьев ТАСС -қа 2019 жылдың 9 шілдесінде берген түсіндірмесінде айтты. Шүберек электрлік иіру арқылы ультра жұқа талшықтар өндіру технологиясы бойынша жасалған.
Сонымен қатар, ресейлік ғалымдар мақаланың басында сипатталғандарға ұқсас ақылды материалдарды жасауға қол жеткізді: олар ауа мен су буының өтуіне мүмкіндік береді, бірақ аэрозоль бөлшектерін сақтайды. FPI мата бойынша жұмыс Саратов мемлекеттік университетімен бірлесіп жүргізіліп жатқанын хабарлады.
