Revolusi teknologi ketenteraan. Kata-kata ini terutamanya berkaitan dengan senjata super, tangki laser, perisian generasi baru, kecerdasan buatan. Namun, dalam masa terdekat, industri ketenteraan sedang menunggu rampasan kuasa dalam bidang pengganti yang kurang, tetapi tidak kurang penting - dengan pakaian seragam tentera. Tentera dunia sedang dalam perjalanan untuk memperkenalkan pakaian seragam tentera yang sama sekali baru.
Diandaikan bahawa bentuk "pintar" akan mulai muncul secara beramai-ramai di tentera negara-negara yang berlainan dalam 7-10 tahun ke depan. Kini, beberapa negara terlibat dalam pengembangan kain dan pakaian Hi-Tech berdasarkannya.
Kain "pintar" bersyarat boleh dibahagikan kepada beberapa jenis:
1. pasif. Dalam kes ini, bahan hanya mengumpulkan dan menghantar maklumat untuk tindakan selanjutnya kepada pengguna.
2. Aktif. Dalam kes ini, kain HiTech tidak hanya menerima maklumat, tetapi juga bertindak balas, sebahagian data dihantar ke komputer peribadi, yang memberikan isyarat untuk menyelesaikan fungsi mengikut algoritma yang diberikan.
3. Interaktif. Kain pintar tidak hanya mengumpulkan maklumat, tetapi juga bertindak balas dan menyesuaikan diri dengan perubahan luaran. Khususnya, pelindung badan dan pelindung yang dibuat menggunakan teknologi ini akan dapat mengembalikan ciri kekuatannya semasa pertempuran. Atau bahan seragam mungkin mengeras, mewujudkan, misalnya, serpihan untuk anggota badan yang patah.
Terdapat banyak tuntutan pada fabrik pintar
Beberapa syarat serius dikenakan pada bentuk generasi baru yang menjanjikan. Sebagai contoh, di satu pihak, ia akan "bernafas", tetapi di sisi lain, ia dirancang untuk melindungi daripada bahaya seperti virus dan senjata kimia. Apakah sebab-sebab keperluan ini?
Pertama sekali, pakaian perlindungan biokimia moden adalah bentuk yang sangat tidak selesa untuk medan perang. Mereka besar dan tertutup rapat. Tubuh askar berkeringat kerana faktor yang terakhir. Peralatan yang berkaitan juga tidak begitu selesa. Terlalu panas, keletihan … Keberkesanan pasukan yang beroperasi dalam pakaian seperti itu berkurang kerana keletihan para tentera, gangguan mereka terhadap kesulitan seharian.
Penyelesaian untuk masalah ini adalah alat pelindung yang "bernafas": ia membolehkan udara melewati dan, khususnya, membolehkan wap air keluar. Hasilnya, peluh, mekanisme penyejukan utama tubuh manusia, dapat menguap. Walau bagaimanapun, mekanisme mesti menyekat agen kimia dan biologi. Di sinilah teknologi yang dipanggil dimainkan. "Kulit kedua". Tetapi teknologi ini sebenarnya hanyalah satu elemen perubahan yang lebih revolusioner dalam bentuk modennya. Kami bercakap mengenai kain berdasarkan nanotube karbon.
Lebar - kurang dari 5 nanometer
Karbon adalah salah satu "bahan binaan" yang paling dicari dan terkenal dalam kimia. Khususnya, kimia organik sebahagian besarnya berdasarkan penggunaan elemen jadual jadual berkala ini.
Namun, itu kerana kemampuan mereka untuk berfungsi sebagai saluran paip, tulis Anne M. Stark dari Laboratorium Nasional Livermore. Lawrence (University of Berkeley, AS), penyelidik sedang mengembangkan kain dengan membran yang merangkumi nanotube karbon.
Nanotube lima ribu kali lebih kecil daripada diameter rambut manusia. Mereka menyediakan saluran melalui mana udara dan wap air dapat melewati, tetapi juga menyekat agen biologi.
- kata Stark: kata-katanya dipetik oleh news.com.ua.
Di samping itu, syarikat teknologi yang mengkhususkan diri dalam aeroangkasa dan keselamatan global (misalnya, Northrop Grumman) secara aktif membiayai penyelidikan di kawasan ini bersama dengan makmal akademik dan kerajaan.
Penggunaan nanotube karbon tidak terhad kepada teknologi kulit kedua; pemaju melihat penggunaannya yang meluas dalam inovasi lain, termasuk elektronik fleksibel, komponen aeroangkasa canggih, dan bahkan potensi pengembangan ruang angkasa.
Karbon telah lama menarik para saintis
Potensi karbon telah lama menarik para saintis; mereka berjaya memperoleh nanotube sebenar pertama pada tahun 1991. Dibangunkan dari atom karbon terikat, dengan penggunaan teknologi yang sesuai, tiub dapat menjadi asas bagi bahan yang liang-liangnya hanya beberapa kali lebih besar daripada diameter atom individu.
Bahkan virus terlalu besar untuk menembusi tisu tersebut. Pada masa yang sama, wap udara dan air melepasi dengan bebas sehingga kain "bernafas" lebih baik daripada kain komersial yang popular seperti Gore-Tex.
Pada masa yang sama, agen kimia lebih padat dan bahkan boleh melintasi nanotube. Penyelesaiannya ialah menjadikan nanotube pintar dengan melengkapkannya dengan kumpulan molekul berfungsi yang berfungsi sebagai penjaga pintu untuk menyekat ancaman. Menurut ketua pasukan Livermore, Quang Jen Woo, kain : oleh itu nama yang disebutkan di atas.
Oleh itu, tisu akan dapat menyekat agen kimia seperti gas mustard, gas saraf GD dan VX, racun seperti staphylococcal enterotoxin, dan spora biologi seperti antraks.
- menekankan Jen Woo.
Bahan serupa dikembangkan oleh Biro Sains dan Teknologi Bersama Badan Pengurangan Ancaman Pertahanan AS. Pentagon mengumumkan kemungkinan penampilan fabrik pintar baru pada bulan Disember 2016: maklumat mengenai ini diterbitkan oleh portal Forces Network.
Penggunaan nanotube juga menawarkan perspektif menarik yang lain. Khususnya, peralatan askar masa depan menunjukkan bahawa elemen pintar fleksibel akan dimasukkan ke dalam seragam, yang mendiagnosis kesihatan askar dalam masa nyata. Di samping itu, para saintis mencari cara untuk meringankan sistem pertempuran yang menjanjikan dengan memasukkan elemen ke dalam pakaian seragam. Secara khusus, mereka berminat dengan kemampuan untuk melepaskan wayar dan memberikan transmisi data berkelajuan tinggi dan kuasa ke elektronik. Tiub Nanokarbon adalah pilihan terbaik untuk pengembangan pemproses fleksibel. Walau bagaimanapun, minat penyelidik tidak hanya tertumpu kepada mereka.
John Ho, profesor bersekutu di Institut Inovasi dan Teknologi Kesihatan di Universiti Nasional Singapura (NUS) dan Kejuruteraan NUS, berbicara kepada Futurity mengenai bagaimana pasukannya berjaya membuat kain pintar yang dapat digunakan sebagai konduktor isyarat untuk pelbagai pakaian yang boleh dipakai peranti pada masa yang sama. Artikel itu diterbitkan pada 29 Julai tahun ini.
Pada masa ini, kebanyakan peranti menggunakan Bluetooth dan Wi-Fi untuk komunikasi tanpa wayar. Walau bagaimanapun, teknologi ini dengan cepat mengalirkan elektronik, yang tidak dapat diterima oleh tentera dalam operasi pertempuran. Tentera AS telah mengira bahawa kos pengecas bateri mungkin melebihi kos peluru senjata kecil, kerana tentera lebih suka mengganti bateri dengan bateri baru dalam misi.
Bahan Metamaterial
Untuk membuat kain Hi-Tech baru di Singapura, digunakan metamaterials. Dibuat secara buatan dan memiliki indeks bias negatif, mereka mempunyai sifat elektrik, magnet, optik dan lain-lain yang unik.
Metamaterial mampu mencipta yang disebut."Gelombang permukaan", yang dapat memberikan transmisi data dengan kekuatan 1000 kali lebih sedikit daripada protokol moden. Selain itu, transmisi isyarat seperti itu kurang rentan terhadap penggodaman - maklumat "bergerak" 10 cm dari badan - dalam Bluetooth dan Wi-Fi ia dapat "terbang jauh" ke jarak beberapa puluhan meter.
Pakaian pintar yang dihasilkan sangat tahan lama. Ia boleh dilipat dan dibengkokkan dengan kehilangan kekuatan isyarat yang minimum, dan jalur konduktif bahkan boleh memotong atau pecah tanpa mengehadkan keupayaan tanpa wayar. Pakaian juga boleh dicuci, dikeringkan dan disetrika dengan cara yang sama seperti pakaian biasa.
Bentuk cerdas seperti itu dapat digunakan secara efektif untuk memantau prestasi dan kesehatan seorang pejuang, mengurangi tingkat suara di fon kepala, dan mencetak pesan. Paten telah didaftarkan untuknya, dan sampel kain telah dibuat.
Perkara yang paling menarik ialah teknologi ini dapat digunakan bersama dengan sampel pakaian seragam yang ada. Laser digunakan untuk memotong dan menjahit. Dan bahan konduktif itu sendiri, jalur yang dilekatkan dari dalam ke seragam dengan menggunakan gam kain, murah. Harganya dalam lingkungan beberapa dolar per meter dan dapat dibekalkan dalam gulungan untuk kegunaan industri.
Karbon yang disebutkan sebelumnya mempunyai bentuk lain yang dikenali: graphene. Sekiranya nanotube dalam bentuk kerangka, maka graphene rata. Ia terdiri dari atom karbon yang membentuk kisi. Untuk pembukaannya, lulusan universiti Rusia Andrei Geim dan Konstantin Novoselov menerima Hadiah Nobel. Dengan menggunakan graphene, para saintis di Universiti RMIT di Melbourne, Australia telah berjaya mengembangkan kaedah yang menjimatkan dan boleh diskalakan untuk membuat tekstil dengan cepat yang menggabungkan peranti penyimpanan tenaga.
Fabrik kalis air pintar generasi seterusnya akan dicetak dengan laser dan dibuat dalam beberapa minit. Inilah masa depan yang diwakili oleh para penyelidik di sebalik teknologi baru untuk mengembangkan tekstil elektronik. Sudah di peringkat percubaan, dalam tiga minit, kaedah ini membolehkan anda membuat sampel kain pintar berukuran 10x10 cm. Fabrik ini kalis air, mudah diregangkan dan mudah disatukan dengan teknologi penyimpanan tenaga.
Laser bukan jahitan
Teknologi ini membolehkan penggunaan pencetakan laser untuk menerapkan kapasitor grafikene langsung ke tekstil. Mereka adalah bateri yang kuat dan tahan lama yang dapat digabungkan dengan mudah dengan sumber tenaga suria atau tenaga lain. Pada masa akan datang, kaedah ini memungkinkan untuk membuat tekstil pintar dalam bentuk gulung dengan cepat.
Dr. Litty Tekkakara, penyelidik di Sekolah Sains RMIT, menekankan bahawa tekstil pintar dengan teknologi penginderaan terbina dalam, komunikasi tanpa wayar atau pemantauan kesihatan memerlukan penyelesaian tenaga yang kuat dan boleh dipercayai.
Pendekatan moden untuk penyimpanan tenaga pintar di industri tekstil, seperti menjahit bateri ke dalam pakaian atau menggunakan serat elektronik, boleh membebankan dan membebankan, dan mempunyai masalah prestasi.
- mengulas keadaan Tekkakar kepada majalah Science Daily pada akhir Ogos tahun ini.
Komponen elektronik ini juga rentan terhadap litar pintas dan kerosakan mekanikal ketika bersentuhan dengan peluh atau kelembapan dari persekitaran. Supercapacitor berasaskan graphene kami tidak hanya dapat dicuci sepenuhnya, ia dapat menyimpan tenaga yang diperlukan untuk memberi tenaga pada pakaian pintar, dan dapat dihasilkan dalam jumlah besar dalam beberapa minit.
Dengan menangani cabaran menyimpan tenaga dalam tekstil elektronik, kami berharap dapat mewujudkan generasi baru seragam teknologi boleh pakai dan Hi-Tech.
Pada masa ini, dengan bantuan penyelidikan, telah terbukti bahawa bahan ini telah menunjukkan ketahanan terhadap pelbagai suhu dan pencucian, sifatnya tetap stabil.
Konsep ini telah dibincangkan secara terbuka sejak awal tahun 2000-an
Menguji bentuk "pintar" bermula sejak dulu. Konsep untuk penggunaannya diterbitkan pada tahun 2005, dan pada bulan April 2012, Intelligent Textiles yang berbasis di Surrey menunjukkan bentuk yang menjanjikan pada sebuah acara yang diselenggarakan oleh Center for Defense Enterprises (CDE). Syarikat ini telah mempatenkan beberapa teknik untuk menenun kain konduktif yang kompleks. Kain elektronik dapat menyediakan seragam dengan satu sumber kuasa dan transmisi pusat, menghilangkan sebahagian besar kabel dan wayar yang membebankan.
Sistem ini membolehkan data dan kuasa dipindahkan walaupun tisu rosak, yang berbeza dengan teknologi yang menggunakan kabel.
Kami mempunyai kain yang dilekatkan pada rompi, kemeja, topi keledar, ransel dan sarung tangan senjata. Ini membolehkan kami membuat rangkaian yang memindahkan tenaga dan data ke tempat yang kami perlukan.
Asha Thompson, pengarah Intelligent Textiles, memberitahu BBC News.
Syarikat kemudian menerima kira-kira 240,000 pound untuk mengembangkan lagi teknologi. Syarikat itu juga sedang mengembangkan papan kekunci kain untuk digunakan dengan komputer riba, yang dirancang untuk disatukan dengan seragam.
Pasaran global untuk fabrik pintar berkembang
Market Research Future, yang meramalkan sektor pasaran ini hingga tahun 2023, menyatakan bahawa pasaran global untuk fabrik pintar untuk penggunaan ketenteraan akan melampaui tanda $ 1.7 bilion pada tarikh tersebut.
Menurut para penganalisis, Amerika Syarikat berusaha sepenuhnya ke arah ini, tetapi negara-negara Asia, seperti India dan China, bersedia untuk melabur dalam sektor ini.
Rusia sedang membangun sendiri
Rusia juga tidak bersedia untuk mengetepikan. Saluran TV Zvezda melaporkan penggunaan kain pintar dalam satu set peralatan yang menjanjikan untuk "askar masa depan" Rusia "Ratnik-2". Khususnya, bentuk menggunakan kain aramid yang diresapi dengan komposisi khas dari JSC "Kamenskvolokno". Saluran TV "Zvezda" membicarakan perkara ini dalam materinya mengenai pakaian baru.
Pada tahun 2018, Rostec mempersembahkan bahan bunglon, dan pada tahun 2019 - versi yang disemak semula. Kain ini mampu meniru pemandangan - bahan ini digunakan untuk menutupi helmet "Warrior's". Untuk menyamarkan pesawat tempur atau kenderaan dengan berkesan, bahan hanya memerlukan beberapa watt elektrik. Jurutera dari Institut Penyelidikan dan Pembangunan Technomash bertanggungjawab untuk pembangunan tersebut.
Untuk Artik, Dana Penyelidikan Lanjutan (FPI) telah mengembangkan bahan khas yang mampu menyimpan haba semasa latihan fizikal dan kemudian melepaskannya kembali. Dari segi simpanan tenaga terkumpul, kain ini mampu 3-5 kali melebihi bahan asing yang ada. Perkara ini diumumkan oleh pengarah dana, Andrei Grigoriev, dalam komen kepada TASS pada 9 Julai 2019. Fabrik dibuat menggunakan teknologi menghasilkan serat ultrafine menggunakan elektrospinning.
Sebagai tambahan, saintis Rusia telah berjaya mengembangkan bahan pintar yang serupa dengan yang dijelaskan pada awal artikel: mereka membenarkan udara dan wap air masuk, tetapi mengekalkan zarah aerosol. FPI melaporkan bahawa kerja-kerja membuat kain itu dilakukan bersama dengan Universiti Negeri Saratov.
