انقلابی در فناوری نظامی این کلمات در درجه اول با ابرسلاح ها ، مخازن لیزری ، نرم افزارهای نسل جدید ، هوش مصنوعی مرتبط هستند. با این حال ، در آینده نزدیک ، صنعت نظامی منتظر کودتا در زمینه یک جایگزین کمتر ، اما نه چندان مهم - با لباس نظامی است. ارتش های جهان در راه معرفی یک لباس نظامی کاملا جدید هستند.
فرض بر این است که شکل "هوشمند" در 7 تا 10 سال آینده به طور جمعی در ارتش کشورهای مختلف ظاهر می شود. در حال حاضر ، چندین کشور مشغول توسعه پارچه های Hi-Tech و لباس بر اساس آن هستند.
پارچه های مشروط "هوشمند" را می توان به چند نوع تقسیم کرد:
1. منفعل. در این مورد ، مواد فقط اطلاعات مربوط به اقدامات بعدی را به کاربر جمع آوری و منتقل می کند.
2. فعال. در این حالت ، پارچه HiTech نه تنها اطلاعات را دریافت می کند ، بلکه واکنش نشان می دهد ، بخشی از داده ها به یک رایانه شخصی منتقل می شود ، که سیگنالی برای عملکرد بر اساس الگوریتم داده شده می دهد.
3. تعاملی. پارچه هوشمند نه تنها اطلاعات را جمع آوری می کند ، بلکه واکنش نشان می دهد و مطابق با تغییرات خارجی سازگار می شود. به طور خاص ، زره بدن و صفحات محافظ ایجاد شده با استفاده از این فناوری ها می توانند ویژگی های قدرت خود را در طول جنگ بازیابی کنند. یا ممکن است مواد لباس سفت شود و مثلاً آتل برای شکستگی اندام ایجاد کند.
تقاضاهای زیادی در مورد پارچه هوشمند وجود دارد
چندین الزامات جدی به شکل امیدوارکننده نسل جدید تحمیل شده است. به عنوان مثال ، از یک طرف ، "تنفس" خواهد بود ، اما از سوی دیگر ، برای محافظت در برابر خطرات مانند ویروس ها و سلاح های شیمیایی طراحی شده است. دلایل این الزامات چیست؟
اول از همه ، لباس های حفاظتی بیوشیمیایی مدرن یک فرم بسیار ناخوشایند برای میدان جنگ است. آنها حجیم و مهر و موم شده هستند. بدن یک سرباز به دلیل عامل اخیر بسیار عرق می کند. تجهیزات مربوطه نیز بسیار مناسب نیستند. داغ شدن بیش از حد ، خستگی … اثر نیروهایی که در چنین لباسهایی عمل می کنند به دلیل خستگی سربازان ، حواس پرتی آنها به ناراحتی های روزمره کاهش می یابد.
راه حل این مشکل تجهیزات حفاظتی است که "تنفس" می کند: به هوا اجازه عبور می دهد و به ویژه اجازه خروج بخار آب را می دهد. در نتیجه ، عرق ، مکانیسم اصلی خنک کننده بدن انسان ، می تواند تبخیر شود. با این حال ، مکانیسم باید عوامل شیمیایی و بیولوژیکی را مسدود کند. و اینجاست که تکنولوژی به اصطلاح مطرح می شود. "پوست دوم". اما این فناوری در واقع تنها یک عنصر تغییر انقلابی تر در شکل مدرن آن است. ما در مورد پارچه ای بر پایه نانولوله های کربنی صحبت می کنیم.
عرض - کمتر از 5 نانومتر
کربن یکی از متداول ترین و شناخته شده ترین "مصالح ساختمانی" در شیمی است. به طور خاص ، شیمی آلی تا حد زیادی بر اساس استفاده از این عنصر خاص از جدول تناوبی است.
با این حال ، آن M. Stark از آزمایشگاه ملی لیورمور می نویسد ، این دقیقاً به دلیل توانایی آنها در عملکرد خط لوله است. لارنس (دانشگاه برکلی ، ایالات متحده) ، محققان در حال توسعه پارچه هایی با غشای حاوی نانولوله های کربنی هستند.
نانولوله ها پنج هزار برابر کوچکتر از قطر موی انسان هستند.آنها کانال هایی را فراهم می کنند که بخار آب و هوا از طریق آنها عبور می کند ، اما عوامل بیولوژیکی را نیز مسدود می کند.
- استارک می گوید: کلمات او توسط news.com.ua نقل شده است.
علاوه بر این ، شرکت های فناوری متخصص در زمینه هوافضا و امنیت جهانی (به عنوان مثال ، نورثروپ گرومن) به طور مشترک با آزمایشگاه های دانشگاهی و دولتی ، تحقیقات در این زمینه را تأمین می کنند.
استفاده از نانولوله های کربنی تنها به فناوری پوست دوم محدود نمی شود. توسعه دهندگان استفاده گسترده خود را در سایر نوآوری ها ، از جمله لوازم الکترونیکی انعطاف پذیر ، اجزای پیشرفته هوافضا و حتی توسعه بالقوه آسانسورهای فضایی مشاهده می کنند.
کربن مدتهاست که دانشمندان را به خود جذب کرده است
پتانسیل کربن مدتهاست که دانشمندان را به خود جذب کرده است ؛ آنها موفق شدند اولین نانولوله های واقعی را در سال 1991 بدست آورند. لوله های ساخته شده از اتم های کربن پیوند خورده ، با استفاده از فناوری های مناسب ، می توانند به عنوان پایه ای برای موادی عمل کنند که منافذ آنها تنها چند برابر بزرگتر از قطر هر اتم است.
حتی ویروسها بسیار حجیم هستند تا بتوانند در چنین بافتی نفوذ کنند. در عین حال ، بخار آب و هوا آنقدر آزادانه عبور می کنند که پارچه بهتر از پارچه های تجاری معروف مانند Gore-Tex "تنفس" می کند.
در عین حال ، عوامل شیمیایی فشرده تر هستند و حتی می توانند از طریق نانولوله عبور کنند. راه حل این است که نانولوله ها را با تجهیز به گروه های عملکردی مولکول ها که به عنوان دروازه بان عمل می کنند تا جلوی تهدید را بگیرند ، هوشمند کنیم. به گفته رهبر تیم لیورمور کوانگ جن وو ، پارچه “: از این رو نامی که در بالا ذکر شد.
بنابراین ، بافت قادر خواهد بود عوامل شیمیایی مانند گاز خردل ، گازهای عصبی GD و VX ، سمومی مانند انتروتوکسین استافیلوکوکی و اسپورهای بیولوژیکی مانند سیاه زخم را مسدود کند.
- بر جن وو تأکید می کند.
مطالبی مشابه توسط دفتر مشترک علم و فناوری آژانس کاهش تهدید دفاعی ایالات متحده تهیه شده است. پنتاگون ظاهر احتمالی یک پارچه هوشمند جدید را در دسامبر 2016 اعلام کرد: اطلاعات مربوط به آن توسط پورتال شبکه نیروهای منتشر شد.
استفاده از نانولوله ها دیدگاه های جالب دیگری را نیز ارائه می دهد. به طور خاص ، تجهیزات سرباز آینده نشان می دهد که عناصر هوشمند انعطاف پذیر در لباس قرار می گیرند ، که سلامت سرباز را در زمان واقعی تشخیص می دهد. علاوه بر این ، دانشمندان به دنبال راه هایی برای روشن کردن سیستم های رزمی امیدوار کننده با ترکیب عناصر در لباس های متحدالشکل هستند. به طور خاص ، آنها به توانایی خلاص شدن از سیم ها و ارائه سرعت بالا در انتقال داده و برق به وسایل الکترونیکی علاقه مند هستند. لوله های نانوکربنی بهترین گزینه برای توسعه پردازنده های انعطاف پذیر هستند. با این حال ، علاقه محققان فقط بر آنها متمرکز نیست.
جان هو ، دانشیار م Instituteسسه نوآوری و فناوری سلامت در دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) و NUS Engineering ، در مورد نحوه موفقیت تیم خود در ایجاد پارچه ای هوشمند که می تواند به عنوان رسانای سیگنال برای پوشیدنی های متعدد مورد استفاده قرار گیرد ، به آینده گفت. دستگاهها در همان زمان این مقاله در 29 جولای سال جاری منتشر شد.
در حال حاضر ، اکثر دستگاه ها از بلوتوث و Wi-Fi برای ارتباطات بی سیم استفاده می کنند. با این حال ، این فناوری ها به سرعت قطعات الکترونیکی را تخلیه می کنند ، که برای سربازان در عملیات رزمی غیرقابل قبول است. ارتش آمریکا محاسبه کرده است که هزینه شارژرهای باتری ممکن است از هزینه مهمات اسلحه کوچک بیشتر باشد ، زیرا ارتش ترجیح می دهد در ماموریت ها هر باتری را با باتری جدید جایگزین کند.
فرا مواد
برای ایجاد یک پارچه Hi-Tech جدید در سنگاپور ، از متریال های به اصطلاح استفاده شد. به طور مصنوعی ایجاد شده و دارای ضریب شکست منفی هستند ، آنها دارای ویژگی های الکتریکی ، مغناطیسی ، نوری و سایر ویژگی های منحصر به فرد هستند.
فرامواد قادر به ایجاد به اصطلاح."امواج سطحی" ، که می تواند انتقال داده را با قدرت 1000 برابر کمتر از پروتکل های مدرن ارائه دهد. علاوه بر این ، انتقال چنین سیگنالی در برابر هک کمتر آسیب پذیر است - اطلاعات 10 سانتی متر از بدن "حرکت می کند" - در بلوتوث و Wi -Fi می تواند به فاصله چند ده متر "پرواز" کند.
لباس های هوشمند ایجاد شده بسیار بادوام هستند. این می تواند با حداقل افت در قدرت سیگنال تا شود و خم شود ، و نوارهای رسانا حتی بدون محدود کردن قابلیت های بی سیم می توانند بریده یا شکسته شوند. لباسها را می توان مانند لباسهای معمولی شستشو ، خشک و اتو کرد.
از چنین فرم هوشمندی می توان برای نظارت بر عملکرد و سلامت یک جنگنده ، کاهش سطح صدا در هدفون و چاپ پیام ها استفاده کرد. ثبت اختراع قبلاً برای آن ثبت شده است و نمونه ای از پارچه ایجاد شده است.
جالب ترین نکته این است که می توان از این فناوری به همراه نمونه های موجود از لباس فرم استفاده کرد. از لیزر برای برش و دوخت استفاده می شود. و خود مواد رسانا ، که نوارهای آن از داخل به لباس با چسب پارچه ای وصل شده است ، ارزان است. هزینه آن در محدوده چند دلار در هر متر است و می تواند به صورت رول برای مصارف صنعتی عرضه شود.
کربن که قبلاً ذکر شد دارای شکل شناخته شده دیگری است: گرافن. اگر نانولوله ها به شکل چهارچوب باشند ، گرافن صاف است. از اتم های کربن تشکیل شده است که یک شبکه را تشکیل می دهند. برای افتتاحیه ، فارغ التحصیلان دانشگاههای روسیه آندری گیم و کنستانتین نووسلوف جایزه نوبل را دریافت کردند. با استفاده از گرافن ، دانشمندان دانشگاه RMIT در ملبورن ، استرالیا توانستند روشی مقرون به صرفه و مقیاس پذیر برای ساخت سریع منسوجات که شامل دستگاه های ذخیره انرژی است را توسعه دهند.
نسل بعدی پارچه های ضد آب هوشمند با لیزر چاپ شده و در عرض چند دقیقه ساخته می شوند. این آینده ای است که محققان پشت فناوری های جدید برای توسعه پارچه های الکترونیکی نشان می دهند. در مرحله آزمایشی ، در سه دقیقه ، این روش به شما امکان می دهد نمونه ای از پارچه هوشمند با ابعاد 10x10 سانتی متر ایجاد کنید. پارچه ضد آب ، کشش پذیر است و به راحتی با فناوری های ذخیره انرژی ترکیب می شود.
لیزر به جای خیاط
این فناوری با استفاده از چاپ لیزری می توان ابرخازن های گرافن را مستقیماً بر روی منسوجات اعمال کرد. آنها باتری های قدرتمند و با دوامی هستند که می توانند به راحتی با انرژی خورشیدی یا سایر منابع انرژی ترکیب شوند. در آینده ، این روش امکان ایجاد سریع منسوجات هوشمند به صورت رول را فراهم می کند.
دکتر Litty Tekkakara ، محقق دانشکده علوم RMIT ، تأکید می کند که منسوجات هوشمند با فناوری سنجش داخلی ، ارتباطات بی سیم یا نظارت بر سلامت به راه حل های قدرتمند و قابل اعتماد انرژی نیاز دارند.
رویکردهای مدرن برای ذخیره انرژی هوشمند در صنعت نساجی ، مانند دوختن باتری به لباس یا استفاده از الیاف الکترونیکی ، می تواند دست و پا گیر و دست و پا گیر باشد و مشکلات عملکردی داشته باشد.
- در مورد وضعیت تککار به مجله Science Daily در پایان آگوست امسال اظهار نظر کرد.
این قطعات الکترونیکی همچنین می توانند در صورت تماس با عرق یا رطوبت محیط مستعد اتصال کوتاه و آسیب مکانیکی شوند. ابرخازن ما بر پایه گرافن نه تنها به طور کامل قابل شستشو است ، بلکه می تواند انرژی مورد نیاز برای تغذیه یک لباس هوشمند را ذخیره کرده و به مقدار زیاد در عرض چند دقیقه تولید شود.
امیدواریم با پرداختن به چالش های ذخیره انرژی در منسوجات الکترونیکی ، نسل جدیدی از فناوری های پوشیدنی و لباس های Hi-Tech ایجاد کنیم.
در حال حاضر ، با کمک تحقیقات ، ثابت شده است که این ماده در برابر درجه حرارت های مختلف و شستشو مقاومت نشان داده است ، خواص آن ثابت می ماند.
این مفهوم از اوایل دهه 2000 به طور عمومی مورد بحث قرار گرفت
آزمایش فرم "هوشمند" از مدتها پیش آغاز شده است. مفهومی برای استفاده از آن در سال 2005 منتشر شد و در آوریل 2012 ، پارچه های هوشمند مستقر در ساری در رویدادی که مرکز صنایع دفاعی (CDE) میزبانی کرد ، فرم امیدوار کننده ای را نشان داد. این شرکت تعدادی از تکنیک های بافت پارچه های پیچیده رسانا را ثبت کرده است. پارچه های الکترونیکی می توانند لباس های متحدالشکل را با یک منبع قدرت و انتقال واحد ارائه دهند و اکثر کابل ها و سیم های دست و پا گیر را از بین ببرند.
این سیستم اجازه می دهد داده ها و نیرو حتی در صورت آسیب دیدن بافت ، که با فناوری هایی که از کابل استفاده می کنند ، متفاوت باشد ، منتقل شوند.
ما پارچه ای داریم که در جلیقه ، پیراهن ، کلاه ایمنی ، کوله پشتی و دستکش سلاح تعبیه شده است. این به ما این امکان را داد تا شبکه ای ایجاد کنیم که انرژی و داده ها را به جایی که نیاز داریم منتقل کند.
آشا تامپسون ، مدیر پارچه های هوشمند ، به بی بی سی نیوز گفت.
سپس این شرکت حدود 240،000 پوند برای توسعه بیشتر این فناوری دریافت کرد. این شرکت همچنین در حال توسعه یک صفحه کلید پارچه ای برای استفاده با لپ تاپ بود ، که برنامه ریزی شده بود با لباس یکپارچه شود.
بازار جهانی پارچه های هوشمند در حال رشد است
Market Research Future ، با پیش بینی این بخش از بازار تا سال 2023 ، اشاره می کند که بازار جهانی پارچه های هوشمند برای استفاده نظامی تا آن تاریخ از مرز 1.7 میلیارد دلار فراتر می رود.
به گفته تحلیلگران ، ایالات متحده بیشتر از همه در این راستا کار می کند ، اما کشورهای آسیایی مانند هند و چین آماده سرمایه گذاری در این بخش هستند.
روسیه در حال توسعه خود است
روسیه همچنین آمادگی کنار گذاشتن را ندارد. کانال تلویزیونی زوزدا از استفاده از پارچه های هوشمند در مجموعه تجهیزات امیدوار کننده برای "سرباز آینده" روسی "راتنیک -2" گزارش می دهد. به طور خاص ، در فرم از پارچه آرامید آغشته به ترکیب خاصی از JSC "Kamenskvolokno" استفاده می شود. کانال تلویزیونی "زوزدا" در مورد این موضوع در مورد لباس جدید در این مورد صحبت کرد.
در سال 2018 ، Rostec مواد آفتاب پرست و در سال 2019 - نسخه اصلاح شده آن را ارائه کرد. این پارچه قادر به تقلید از چشم انداز است - این ماده برای پوشاندن کلاه ایمنی "جنگجو" استفاده شد. برای استتار م effectivelyثر یک جنگنده یا وسیله نقلیه ، این ماده فقط به چند وات برق نیاز دارد. مهندسان موسسه تحقیق و توسعه Technomash مسئول توسعه هستند.
برای قطب شمال ، صندوق تحقیقات پیشرفته (FPI) یک ماده ویژه ایجاد کرده است که می تواند گرما را در هنگام فعالیت بدنی ذخیره کرده و سپس دوباره آزاد کند. از نظر ذخیره انرژی انباشته ، این پارچه قادر است 3-5 برابر مواد خارجی موجود را پشت سر بگذارد. این توسط مدیر صندوق ، آندری گریگوریف ، در اظهار نظر به TASS در 9 ژوئیه 2019 اعلام شد. این پارچه با استفاده از فناوری تولید الیاف فوق ریز با استفاده از الکتروریسی ایجاد شده است.
علاوه بر این ، دانشمندان روسی موفق به تولید مواد هوشمند مشابه آنچه در ابتدای مقاله توضیح داده شد شده اند: آنها به هوا و بخار آب اجازه عبور می دهند ، اما ذرات آئروسل را در خود نگه می دارند. FPI گزارش داد که کار روی پارچه به طور مشترک با دانشگاه ایالتی ساراتوف انجام می شود.
