جيوش العالم في طريقها لإدخال الزي الرسمي من الأقمشة "الذكية": من الحماية من الفيروسات إلى تخزين الطاقة
ثورة في التكنولوجيا العسكرية. ترتبط هذه الكلمات بشكل أساسي بالأسلحة الخارقة ، الليزر الدباباتبرامج الجيل الجديد والذكاء الاصطناعي. ومع ذلك ، في المستقبل القريب ، تنتظر الصناعة العسكرية ثورة في مجال استبدال أقل ، ولكن ليس أقل أهمية - في الزي العسكري. جيوش العالم في طريقها لإدخال زي عسكري جديد تمامًا.
من المفترض أن الشكل "الذكي" سيبدأ بشكل كبير في الظهور في جيوش الدول المختلفة في السنوات السبع أو العشر القادمة. الآن العديد من البلدان تعمل في تطوير النسيج والملابس عالية التقنية على أساس ذلك.
تقليديا ، يمكن تقسيم الأقمشة "الذكية" إلى عدة أنواع:
1. سلبي. في هذه الحالة ، تقوم المادة فقط بجمع ونقل المعلومات الخاصة بالإجراءات اللاحقة إلى المستخدم.
2. نشط. في هذه الحالة ، لا يتلقى نسيج HiTech المعلومات فحسب ، بل يتفاعل أيضًا ، ويتم إرسال جزء من البيانات إلى جهاز كمبيوتر شخصي ، مما يعطي إشارة للعمل على الوظيفة وفقًا لخوارزمية معينة.
3. تفاعلي. لا يجمع "النسيج الذكي" المعلومات فحسب ، بل يتفاعل أيضًا ويتكيف وفقًا للتغيرات الخارجية. على وجه الخصوص ، ستتمكن الدروع الواقية للبدن والألواح الواقية التي تم إنشاؤها باستخدام هذه التقنيات من استعادة خصائص قوتها أثناء القتال. أو يمكن أن تتصلب مادة الزي الرسمي ، مما يؤدي ، على سبيل المثال ، إلى جبيرة لطرف مكسور.
يتم تقديم العديد من المتطلبات الجادة للشكل الواعد للجيل الجديد. على سبيل المثال ، من ناحية ، ستكون "قابلة للتنفس" ، ولكن من ناحية أخرى ، فهي مصممة للحماية من مخاطر مثل الفيروسات والمواد الكيميائية سلاح. ما هي هذه المتطلبات؟
بادئ ذي بدء ، تعتبر بدلات الحماية البيوكيميائية الحديثة شكلاً غير مريح للغاية لساحة المعركة. إنها ضخمة ومختومة بإحكام. يتعرق جسد الجندي بغزارة بسبب العامل الأخير. كما أن المعدات المصاحبة ليست مريحة للغاية. ارتفاع درجة الحرارة والإرهاق ... تنخفض فعالية القوات العاملة في مثل هذه الملابس بسبب إجهاد المقاتلين وإلهاءهم عن المضايقات اليومية.
الحل لهذه المشكلة هو معدات الحماية التي "تتنفس": فهي تسمح للهواء بالمرور ، وعلى وجه الخصوص ، تسمح بخروج بخار الماء. ونتيجة لذلك ، يمكن أن يتبخر العرق ، وهو آلية التبريد الرئيسية لجسم الإنسان. ومع ذلك ، يجب أن تمنع الآلية العوامل الكيميائية والبيولوجية. وهنا يأتي دور ما يسمى بالتكنولوجيا. "قشرة البشرة الثانية". لكن هذه التكنولوجيا هي في الواقع مجرد عنصر واحد من عناصر التغيير الأكثر ثورية في الشكل الحديث. نحن نتحدث عن نسيج يعتمد على الأنابيب النانوية الكربونية.
يعتبر الكربون أحد "مواد البناء" الأكثر رواجًا وشهرة في الكيمياء. على وجه الخصوص ، تعتمد الكيمياء العضوية إلى حد كبير على استخدام هذا العنصر المحدد في الجدول الدوري.
ومع ذلك ، فإن هذا يرجع بالتحديد إلى قدرتها على العمل كخطوط أنابيب ، كما كتبت آن إم ستارك من مختبر ليفرمور الوطني. لورنس (جامعة بيركلي ، الولايات المتحدة الأمريكية) ، يقوم الباحثون بتطوير أقمشة ذات أغشية ، والتي تشمل الأنابيب النانوية الكربونية.
- يقول ستارك: news.com.ua يقتبس كلماتها.
بالإضافة إلى ذلك ، تعمل شركات التكنولوجيا المتخصصة في مجال الفضاء والأمن العالمي (على سبيل المثال ، شركة Northrop Grumman) بنشاط على تمويل الأبحاث في هذا المجال ، جنبًا إلى جنب مع المختبرات الأكاديمية والحكومية.
لا يقتصر استخدام الأنابيب النانوية الكربونية على تقنية الجلد الثانية ؛ يرى المطورون تطبيقاتهم الواسعة في ابتكارات أخرى ، بما في ذلك الإلكترونيات المرنة ، وإنتاج مكونات الطيران المتقدمة ، وحتى التطوير المحتمل للمصاعد الفضائية.
لطالما جذبت إمكانات الكربون العلماء ؛ تمكنوا من الحصول على أول أنابيب نانوية حقيقية في عام 1991. مصنوعة من ذرات الكربون المترابطة ، باستخدام التكنولوجيا المناسبة ، يمكن أن تكون الأنابيب بمثابة أساس لمادة لا يتجاوز قطر مسامها سوى بضع أضعاف قطر الذرات الفردية.
حتى الفيروسات ضخمة جدًا لاختراق مثل هذه الأنسجة. في الوقت نفسه ، يمر الهواء وبخار الماء بحرية كبيرة بحيث يتنفس النسيج بشكل أفضل من الأقمشة التجارية الشهيرة مثل Gore-Tex.
في الوقت نفسه ، تكون العوامل الكيميائية أكثر إحكاما ويمكن أن تنزلق عبر أنبوب نانوي. يكمن الحل في جعل الأنابيب النانوية ذكية من خلال تزويدها بمجموعات وظيفية من الجزيئات تعمل بمثابة حراس البوابة لمنع التهديد. وفقًا لقائد فريق ليفرمور كوانغ جين وو ، فإن النسيج "سيكون مثل الجلد الثاني الذكي الذي يتفاعل مع البيئة. ": ومن هنا جاء الاسم المذكور أعلاه.
يؤكد جين وو.
كما تم تطوير مواد مماثلة من قبل المكتب العلمي والتقني المشترك لوكالة الحد من التهديدات الدفاعية الأمريكية. أعلن البنتاغون عن احتمال ظهور نسيج ذكي جديد في ديسمبر 2016: تم نشر معلومات حول هذا من قبل بوابة شبكة القوات.
كما يوفر استخدام الأنابيب النانوية آفاقًا أخرى مثيرة للاهتمام. على وجه الخصوص ، يفترض زي جندي المستقبل أن العناصر الذكية المرنة سيتم دمجها في الزي الرسمي ، وتشخيص الحالة الصحية للمقاتل في الوقت الفعلي. بالإضافة إلى ذلك ، يبحث العلماء عن طرق لتسهيل أنظمة القتال المتقدمة من خلال دمج عناصرها في الزي الرسمي. على وجه الخصوص ، إنهم مهتمون بالقدرة على التخلص من الأسلاك وتوفير كل من نقل البيانات عالي السرعة وإلكترونيات الطاقة. الأنابيب النانوية الكربونية هي الأنسب لتطوير المعالجات المرنة. ومع ذلك ، فإن اهتمام الباحثين لا يتركز عليهم فقط.
قال جون هو ، الأستاذ المشارك في معهد الابتكار الصحي والتكنولوجيا في جامعة سنغافورة الوطنية (NUS) وهندسة NUS ، طبعة المستقبل حول كيفية تمكن فريقه من إنشاء نسيج ذكي يمكن استخدامه كموصل إشارة للعديد من الأجهزة القابلة للارتداء في نفس الوقت. تم نشر المقال في 29 يوليو من هذا العام.
في الوقت الحالي ، تستخدم معظم الأجهزة تقنية Bluetooth و Wi-Fi للاتصال اللاسلكي. ومع ذلك ، فإن هذه التقنيات تعمل على تفريغ الإلكترونيات بسرعة ، وهو أمر غير مقبول للجنود في مهمة قتالية. حسب الجيش الأمريكي أن تكلفة أجهزة الشحن من نوع البطاريات يمكن أن تتجاوز تكلفة ذخيرة الأسلحة الصغيرة ، حيث يفضل الجيش في المهام استبدال أي بطاريات بأخرى جديدة تمامًا.
تم استخدام ما يسمى بالمواد الخارقة لإنشاء نسيج جديد عالي التقنية في سنغافورة. تم إنشاؤها بشكل مصطنع ولها معامل انكسار سالب ، ولها خصائص كهربائية ومغناطيسية وبصرية فريدة وغيرها من الخصائص.
المواد الخارقة قادرة على إنشاء ما يسمى ب. "الموجات السطحية" التي يمكن أن توفر نقل البيانات بقوة 1000 مرة أقل من البروتوكولات الحالية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن إرسال مثل هذه الإشارة أقل عرضة للقرصنة - المعلومات "تنتقل" 10 سم من الجسم - في Bluetooth و Wi-Fi ، يمكن أن "تطير بعيدًا" لمسافة تصل إلى عدة عشرات من الأمتار.
الملابس التي تم إنشاؤها "ذكية" متينة للغاية. يمكن طيها وثنيها بأقل قدر من فقدان قوة الإشارة ، ويمكن حتى قطع أو قطع الشرائط الموصلة دون الحد من الاتصال اللاسلكي. يمكن أيضًا غسل الملابس وتجفيفها وكويها بنفس طريقة غسل الملابس العادية.
يمكن استخدام هذا النموذج الذكي بشكل فعال لمراقبة أداء وصحة المقاتل ، وتقليل مستوى الصوت في سماعات الرأس ، وطباعة الرسائل. تم بالفعل تسجيل براءة اختراع لها ، وتم إنشاء عينة من القماش.
الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أنه يمكن استخدام هذه التكنولوجيا مع الزي الرسمي الحالي. يستخدم الليزر للقص والخياطة. والمادة الموصلة نفسها ، التي يتم ربط شرائطها من الداخل بالزي الموحد بغراء القماش ، رخيصة الثمن. تتكلف في غضون بضعة دولارات لكل متر طولي ويمكن توفيرها على شكل لفات لاستخدامها في الإنتاج الصناعي.
يحتوي الكربون المذكور سابقًا على شكل آخر معروف جيدًا: الجرافين. إذا كان للأنابيب النانوية شكل إطار ، فإن الجرافين يكون مسطحًا. وهي مكونة من ذرات كربون مرتبة في شبكة. لاكتشافه ، حصل خريجو الجامعات الروسية أندريه جيم وكونستانتين نوفوسيلوف على جائزة نوبل. باستخدام الجرافين ، طور العلماء في جامعة RMIT في ملبورن ، أستراليا ، وسيلة فعالة من حيث التكلفة وقابلة للتطوير طريقة لإنتاج المنسوجات السريع، التي تحتوي على أجهزة تخزين طاقة مدمجة.
سيتم طباعة الجيل القادم من الأقمشة الذكية المقاومة للماء بالليزر وتصنيعها في دقائق. هذا هو المستقبل الذي تصوره الباحثون وراء تقنيات تطوير المنسوجات الإلكترونية الجديدة. تتيح لك هذه الطريقة في المرحلة التجريبية ، في غضون ثلاث دقائق ، إنشاء عينة من القماش الذكي بحجم 10x10 سم ، والقماش مقاوم للماء وقابل للتمدد ويمكن دمجه بسهولة مع تقنيات تخزين الطاقة.
تسمح هذه التقنية بتطبيق مكثفات الجرافين الفائقة مباشرة على المنسوجات باستخدام الطباعة بالليزر. إنها بطاريات قوية ومتينة يمكن دمجها بسهولة مع مصادر الطاقة الشمسية أو غيرها من مصادر الطاقة. في المستقبل ، تتيح هذه الطريقة إنشاء منسوجات ذكية بشكل لفات بسرعة.
تؤكد الدكتورة ليتي تيكاكارا ، الباحثة في كلية RMIT للعلوم ، أن المنسوجات الذكية ذات الاستشعار المدمج أو الاتصالات اللاسلكية أو تكنولوجيا المراقبة الصحية تتطلب حلول طاقة قوية وموثوقة.
- تكاكارا علق على الوضع للمجلة العلم اليومية في نهاية أغسطس من هذا العام.
في الوقت الحالي ، بمساعدة البحث ، ثبت أن هذه المادة أظهرت مقاومة لدرجات الحرارة المختلفة والغسيل ، وتظل خصائصها ثابتة.
بدأت اختبارات النموذج "الذكي" منذ وقت طويل. تم نشر مفهوم استخدامه في عام 2005 ، وفي أبريل 2012 ، أظهرت الشركة البريطانية Intelligent Textiles from Surrey الشكل الواعد في حدث نظمه مركز مؤسسات الدفاع (CDE). حصلت الشركة على براءة اختراع لعدد من تقنيات نسج الأقمشة الموصلة المعقدة. يمكن أن يوفر "القماش الإلكتروني" الزي الرسمي بمصدر مركزي واحد للطاقة ونقل الحركة ، مما يلغي معظم الكابلات والأسلاك الضخمة.
يسمح النظام بنقل البيانات والكهرباء حتى في حالة تلف النسيج - وهذا هو اختلافه عن التقنيات التي تستخدم الكابلات.
وقالت آشا طومسون ، مديرة شركة Intelligent Textiles ، لبي بي سي نيوز.
ثم تلقت الشركة حوالي 240 ألف جنيه إسترليني لمواصلة تطوير التكنولوجيا. كانت الشركة تعمل أيضًا على تطوير لوحة مفاتيح قماشية لاستخدامها مع جهاز كمبيوتر محمول كان من المقرر دمجها مع الزي الرسمي.
في التقرير سوق المستقبل بحوثالذي يعطي توقعات لهذا القطاع من السوق حتى عام 2023 ، يلاحظ أنه بحلول التاريخ المحدد ، سيتجاوز السوق العالمي للأقمشة الذكية للاستخدام العسكري 1,7 مليار دولار.
وفقًا للمحللين ، تعمل الولايات المتحدة بشكل أساسي في هذا الاتجاه ، لكن الدول الآسيوية ، مثل الهند والصين ، مستعدة لاستثمار أموال كبيرة في هذا القطاع.
كما أن روسيا ليست مستعدة للوقوف جانبًا. أفادت قناة Zvezda TV عن استخدام أقمشة ذكية في مجموعة من المعدات الواعدة لـ "جندي المستقبل" الروسي راتنيك -2. على وجه الخصوص ، يستخدم الزي الرسمي قماش الأراميد المشبع بتركيبة خاصة من شركة Kamenskvolokno JSC. حول هذا في مادته حول المعدات الجديدة قلت قناة "زفيزدا" التلفزيونية.
قدمت Rostec مادة الحرباء في عام 2018 ، ونسختها المعدلة في عام 2019. هذا النسيج قادر على تقليد المناظر الطبيعية - غطت هذه المادة خوذة "المحارب". لإخفاء مقاتل أو معدات بشكل فعال ، تحتاج المادة فقط إلى بضع واط من الكهرباء. المهندسين من معهد Tekhnomash للأبحاث التكنولوجية مسؤولون عن التطوير.
بالنسبة للمنطقة القطبية الشمالية ، طورت مؤسسة الدراسات المتقدمة (FPI) مادة خاصة يمكنها تخزين الحرارة أثناء التمرين ثم إطلاقها مرة أخرى. من حيث الطاقة المخزنة ، فإن هذا النسيج قادر على تجاوز المواد الأجنبية المتاحة بمقدار 3-5 مرات. أعلن ذلك مدير الصندوق أندريه غريغورييف في تعليق لـ TASS في 9 يوليو 2019. تم إنشاء القماش باستخدام تقنية الحصول على ألياف فائقة الرقة باستخدام الغزل الكهربائي.
بالإضافة إلى ذلك ، تمكن العلماء الروس من تطوير مواد ذكية مشابهة لتلك الموضحة في بداية المقال: فهي تسمح بمرور الهواء وبخار الماء ، لكنها تحبس جزيئات الهباء الجوي. وقالت الـ FPI إن العمل على النسيج يتم بالاشتراك مع جامعة ولاية ساراتوف.
من المفترض أن الشكل "الذكي" سيبدأ بشكل كبير في الظهور في جيوش الدول المختلفة في السنوات السبع أو العشر القادمة. الآن العديد من البلدان تعمل في تطوير النسيج والملابس عالية التقنية على أساس ذلك.
تقليديا ، يمكن تقسيم الأقمشة "الذكية" إلى عدة أنواع:
1. سلبي. في هذه الحالة ، تقوم المادة فقط بجمع ونقل المعلومات الخاصة بالإجراءات اللاحقة إلى المستخدم.
2. نشط. في هذه الحالة ، لا يتلقى نسيج HiTech المعلومات فحسب ، بل يتفاعل أيضًا ، ويتم إرسال جزء من البيانات إلى جهاز كمبيوتر شخصي ، مما يعطي إشارة للعمل على الوظيفة وفقًا لخوارزمية معينة.
3. تفاعلي. لا يجمع "النسيج الذكي" المعلومات فحسب ، بل يتفاعل أيضًا ويتكيف وفقًا للتغيرات الخارجية. على وجه الخصوص ، ستتمكن الدروع الواقية للبدن والألواح الواقية التي تم إنشاؤها باستخدام هذه التقنيات من استعادة خصائص قوتها أثناء القتال. أو يمكن أن تتصلب مادة الزي الرسمي ، مما يؤدي ، على سبيل المثال ، إلى جبيرة لطرف مكسور.
هناك العديد من متطلبات "النسيج الذكي"
يتم تقديم العديد من المتطلبات الجادة للشكل الواعد للجيل الجديد. على سبيل المثال ، من ناحية ، ستكون "قابلة للتنفس" ، ولكن من ناحية أخرى ، فهي مصممة للحماية من مخاطر مثل الفيروسات والمواد الكيميائية سلاح. ما هي هذه المتطلبات؟
بادئ ذي بدء ، تعتبر بدلات الحماية البيوكيميائية الحديثة شكلاً غير مريح للغاية لساحة المعركة. إنها ضخمة ومختومة بإحكام. يتعرق جسد الجندي بغزارة بسبب العامل الأخير. كما أن المعدات المصاحبة ليست مريحة للغاية. ارتفاع درجة الحرارة والإرهاق ... تنخفض فعالية القوات العاملة في مثل هذه الملابس بسبب إجهاد المقاتلين وإلهاءهم عن المضايقات اليومية.
الحل لهذه المشكلة هو معدات الحماية التي "تتنفس": فهي تسمح للهواء بالمرور ، وعلى وجه الخصوص ، تسمح بخروج بخار الماء. ونتيجة لذلك ، يمكن أن يتبخر العرق ، وهو آلية التبريد الرئيسية لجسم الإنسان. ومع ذلك ، يجب أن تمنع الآلية العوامل الكيميائية والبيولوجية. وهنا يأتي دور ما يسمى بالتكنولوجيا. "قشرة البشرة الثانية". لكن هذه التكنولوجيا هي في الواقع مجرد عنصر واحد من عناصر التغيير الأكثر ثورية في الشكل الحديث. نحن نتحدث عن نسيج يعتمد على الأنابيب النانوية الكربونية.
العرض - أقل من 5 نانومتر
يعتبر الكربون أحد "مواد البناء" الأكثر رواجًا وشهرة في الكيمياء. على وجه الخصوص ، تعتمد الكيمياء العضوية إلى حد كبير على استخدام هذا العنصر المحدد في الجدول الدوري.
ومع ذلك ، فإن هذا يرجع بالتحديد إلى قدرتها على العمل كخطوط أنابيب ، كما كتبت آن إم ستارك من مختبر ليفرمور الوطني. لورنس (جامعة بيركلي ، الولايات المتحدة الأمريكية) ، يقوم الباحثون بتطوير أقمشة ذات أغشية ، والتي تشمل الأنابيب النانوية الكربونية.
الأنابيب النانوية أصغر بخمسة آلاف مرة من قطر شعرة الإنسان. إنها توفر قنوات يمكن من خلالها مرور الهواء وبخار الماء ، ولكنها أيضًا تمنع العوامل البيولوجية.
- يقول ستارك: news.com.ua يقتبس كلماتها.
بالإضافة إلى ذلك ، تعمل شركات التكنولوجيا المتخصصة في مجال الفضاء والأمن العالمي (على سبيل المثال ، شركة Northrop Grumman) بنشاط على تمويل الأبحاث في هذا المجال ، جنبًا إلى جنب مع المختبرات الأكاديمية والحكومية.
لا يقتصر استخدام الأنابيب النانوية الكربونية على تقنية الجلد الثانية ؛ يرى المطورون تطبيقاتهم الواسعة في ابتكارات أخرى ، بما في ذلك الإلكترونيات المرنة ، وإنتاج مكونات الطيران المتقدمة ، وحتى التطوير المحتمل للمصاعد الفضائية.
لطالما جذب الكربون العلماء
لطالما جذبت إمكانات الكربون العلماء ؛ تمكنوا من الحصول على أول أنابيب نانوية حقيقية في عام 1991. مصنوعة من ذرات الكربون المترابطة ، باستخدام التكنولوجيا المناسبة ، يمكن أن تكون الأنابيب بمثابة أساس لمادة لا يتجاوز قطر مسامها سوى بضع أضعاف قطر الذرات الفردية.
حتى الفيروسات ضخمة جدًا لاختراق مثل هذه الأنسجة. في الوقت نفسه ، يمر الهواء وبخار الماء بحرية كبيرة بحيث يتنفس النسيج بشكل أفضل من الأقمشة التجارية الشهيرة مثل Gore-Tex.
في الوقت نفسه ، تكون العوامل الكيميائية أكثر إحكاما ويمكن أن تنزلق عبر أنبوب نانوي. يكمن الحل في جعل الأنابيب النانوية ذكية من خلال تزويدها بمجموعات وظيفية من الجزيئات تعمل بمثابة حراس البوابة لمنع التهديد. وفقًا لقائد فريق ليفرمور كوانغ جين وو ، فإن النسيج "سيكون مثل الجلد الثاني الذكي الذي يتفاعل مع البيئة. ": ومن هنا جاء الاسم المذكور أعلاه.
وبالتالي ، ستكون الأنسجة قادرة على منع العوامل الكيميائية مثل غاز الخردل ، وغازات الأعصاب GD و VX ، والسموم مثل المكورات العنقودية المعوية ، والجراثيم البيولوجية مثل الجمرة الخبيثة.
يؤكد جين وو.
كما تم تطوير مواد مماثلة من قبل المكتب العلمي والتقني المشترك لوكالة الحد من التهديدات الدفاعية الأمريكية. أعلن البنتاغون عن احتمال ظهور نسيج ذكي جديد في ديسمبر 2016: تم نشر معلومات حول هذا من قبل بوابة شبكة القوات.
كما يوفر استخدام الأنابيب النانوية آفاقًا أخرى مثيرة للاهتمام. على وجه الخصوص ، يفترض زي جندي المستقبل أن العناصر الذكية المرنة سيتم دمجها في الزي الرسمي ، وتشخيص الحالة الصحية للمقاتل في الوقت الفعلي. بالإضافة إلى ذلك ، يبحث العلماء عن طرق لتسهيل أنظمة القتال المتقدمة من خلال دمج عناصرها في الزي الرسمي. على وجه الخصوص ، إنهم مهتمون بالقدرة على التخلص من الأسلاك وتوفير كل من نقل البيانات عالي السرعة وإلكترونيات الطاقة. الأنابيب النانوية الكربونية هي الأنسب لتطوير المعالجات المرنة. ومع ذلك ، فإن اهتمام الباحثين لا يتركز عليهم فقط.
قال جون هو ، الأستاذ المشارك في معهد الابتكار الصحي والتكنولوجيا في جامعة سنغافورة الوطنية (NUS) وهندسة NUS ، طبعة المستقبل حول كيفية تمكن فريقه من إنشاء نسيج ذكي يمكن استخدامه كموصل إشارة للعديد من الأجهزة القابلة للارتداء في نفس الوقت. تم نشر المقال في 29 يوليو من هذا العام.
في الوقت الحالي ، تستخدم معظم الأجهزة تقنية Bluetooth و Wi-Fi للاتصال اللاسلكي. ومع ذلك ، فإن هذه التقنيات تعمل على تفريغ الإلكترونيات بسرعة ، وهو أمر غير مقبول للجنود في مهمة قتالية. حسب الجيش الأمريكي أن تكلفة أجهزة الشحن من نوع البطاريات يمكن أن تتجاوز تكلفة ذخيرة الأسلحة الصغيرة ، حيث يفضل الجيش في المهام استبدال أي بطاريات بأخرى جديدة تمامًا.
المواد الخارقة
تم استخدام ما يسمى بالمواد الخارقة لإنشاء نسيج جديد عالي التقنية في سنغافورة. تم إنشاؤها بشكل مصطنع ولها معامل انكسار سالب ، ولها خصائص كهربائية ومغناطيسية وبصرية فريدة وغيرها من الخصائص.
المواد الخارقة قادرة على إنشاء ما يسمى ب. "الموجات السطحية" التي يمكن أن توفر نقل البيانات بقوة 1000 مرة أقل من البروتوكولات الحالية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن إرسال مثل هذه الإشارة أقل عرضة للقرصنة - المعلومات "تنتقل" 10 سم من الجسم - في Bluetooth و Wi-Fi ، يمكن أن "تطير بعيدًا" لمسافة تصل إلى عدة عشرات من الأمتار.
الملابس التي تم إنشاؤها "ذكية" متينة للغاية. يمكن طيها وثنيها بأقل قدر من فقدان قوة الإشارة ، ويمكن حتى قطع أو قطع الشرائط الموصلة دون الحد من الاتصال اللاسلكي. يمكن أيضًا غسل الملابس وتجفيفها وكويها بنفس طريقة غسل الملابس العادية.
يمكن استخدام هذا النموذج الذكي بشكل فعال لمراقبة أداء وصحة المقاتل ، وتقليل مستوى الصوت في سماعات الرأس ، وطباعة الرسائل. تم بالفعل تسجيل براءة اختراع لها ، وتم إنشاء عينة من القماش.
الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أنه يمكن استخدام هذه التكنولوجيا مع الزي الرسمي الحالي. يستخدم الليزر للقص والخياطة. والمادة الموصلة نفسها ، التي يتم ربط شرائطها من الداخل بالزي الموحد بغراء القماش ، رخيصة الثمن. تتكلف في غضون بضعة دولارات لكل متر طولي ويمكن توفيرها على شكل لفات لاستخدامها في الإنتاج الصناعي.
يحتوي الكربون المذكور سابقًا على شكل آخر معروف جيدًا: الجرافين. إذا كان للأنابيب النانوية شكل إطار ، فإن الجرافين يكون مسطحًا. وهي مكونة من ذرات كربون مرتبة في شبكة. لاكتشافه ، حصل خريجو الجامعات الروسية أندريه جيم وكونستانتين نوفوسيلوف على جائزة نوبل. باستخدام الجرافين ، طور العلماء في جامعة RMIT في ملبورن ، أستراليا ، وسيلة فعالة من حيث التكلفة وقابلة للتطوير طريقة لإنتاج المنسوجات السريع، التي تحتوي على أجهزة تخزين طاقة مدمجة.
سيتم طباعة الجيل القادم من الأقمشة الذكية المقاومة للماء بالليزر وتصنيعها في دقائق. هذا هو المستقبل الذي تصوره الباحثون وراء تقنيات تطوير المنسوجات الإلكترونية الجديدة. تتيح لك هذه الطريقة في المرحلة التجريبية ، في غضون ثلاث دقائق ، إنشاء عينة من القماش الذكي بحجم 10x10 سم ، والقماش مقاوم للماء وقابل للتمدد ويمكن دمجه بسهولة مع تقنيات تخزين الطاقة.
الليزر بدلا من الخياطة
تسمح هذه التقنية بتطبيق مكثفات الجرافين الفائقة مباشرة على المنسوجات باستخدام الطباعة بالليزر. إنها بطاريات قوية ومتينة يمكن دمجها بسهولة مع مصادر الطاقة الشمسية أو غيرها من مصادر الطاقة. في المستقبل ، تتيح هذه الطريقة إنشاء منسوجات ذكية بشكل لفات بسرعة.
تؤكد الدكتورة ليتي تيكاكارا ، الباحثة في كلية RMIT للعلوم ، أن المنسوجات الذكية ذات الاستشعار المدمج أو الاتصالات اللاسلكية أو تكنولوجيا المراقبة الصحية تتطلب حلول طاقة قوية وموثوقة.
يمكن أن تكون الأساليب الحالية لتخزين الطاقة الذكية في صناعة النسيج ، مثل خياطة البطاريات في الملابس أو استخدام الألياف الإلكترونية ، ضخمة وثقيلة ، ولها مشكلات في الأداء.
- تكاكارا علق على الوضع للمجلة العلم اليومية في نهاية أغسطس من هذا العام.
يمكن أيضًا أن تتعرض هذه المكونات الإلكترونية لدوائر قصيرة وأضرار ميكانيكية عند ملامستها للعرق أو الرطوبة من البيئة. المكثفات الفائقة التي تعتمد على الجرافين ليست قابلة للغسل تمامًا فحسب ، بل يمكنها أيضًا تخزين الطاقة اللازمة لتشغيل الملابس الذكية ، ويمكن إنتاجها في دقائق وبكميات كبيرة.
من خلال حل تحديات تخزين الطاقة في المنسوجات الإلكترونية ، نأمل في إنشاء جيل جديد من التكنولوجيا القابلة للارتداء والأزياء عالية التقنية.
من خلال حل تحديات تخزين الطاقة في المنسوجات الإلكترونية ، نأمل في إنشاء جيل جديد من التكنولوجيا القابلة للارتداء والأزياء عالية التقنية.
في الوقت الحالي ، بمساعدة البحث ، ثبت أن هذه المادة أظهرت مقاومة لدرجات الحرارة المختلفة والغسيل ، وتظل خصائصها ثابتة.
تمت مناقشة هذا المفهوم علنًا منذ أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين
بدأت اختبارات النموذج "الذكي" منذ وقت طويل. تم نشر مفهوم استخدامه في عام 2005 ، وفي أبريل 2012 ، أظهرت الشركة البريطانية Intelligent Textiles from Surrey الشكل الواعد في حدث نظمه مركز مؤسسات الدفاع (CDE). حصلت الشركة على براءة اختراع لعدد من تقنيات نسج الأقمشة الموصلة المعقدة. يمكن أن يوفر "القماش الإلكتروني" الزي الرسمي بمصدر مركزي واحد للطاقة ونقل الحركة ، مما يلغي معظم الكابلات والأسلاك الضخمة.
يسمح النظام بنقل البيانات والكهرباء حتى في حالة تلف النسيج - وهذا هو اختلافه عن التقنيات التي تستخدم الكابلات.
لدينا النسيج المدمج في السترة والقميص والخوذة وحقيبة الظهر وقفاز البندقية. سمح لنا هذا بإنشاء شبكة تنقل الطاقة والبيانات إلى حيث نحتاج إليها.
وقالت آشا طومسون ، مديرة شركة Intelligent Textiles ، لبي بي سي نيوز.
ثم تلقت الشركة حوالي 240 ألف جنيه إسترليني لمواصلة تطوير التكنولوجيا. كانت الشركة تعمل أيضًا على تطوير لوحة مفاتيح قماشية لاستخدامها مع جهاز كمبيوتر محمول كان من المقرر دمجها مع الزي الرسمي.
ينمو السوق العالمي للأقمشة "الذكية"
في التقرير سوق المستقبل بحوثالذي يعطي توقعات لهذا القطاع من السوق حتى عام 2023 ، يلاحظ أنه بحلول التاريخ المحدد ، سيتجاوز السوق العالمي للأقمشة الذكية للاستخدام العسكري 1,7 مليار دولار.
وفقًا للمحللين ، تعمل الولايات المتحدة بشكل أساسي في هذا الاتجاه ، لكن الدول الآسيوية ، مثل الهند والصين ، مستعدة لاستثمار أموال كبيرة في هذا القطاع.
روسيا تتطور
كما أن روسيا ليست مستعدة للوقوف جانبًا. أفادت قناة Zvezda TV عن استخدام أقمشة ذكية في مجموعة من المعدات الواعدة لـ "جندي المستقبل" الروسي راتنيك -2. على وجه الخصوص ، يستخدم الزي الرسمي قماش الأراميد المشبع بتركيبة خاصة من شركة Kamenskvolokno JSC. حول هذا في مادته حول المعدات الجديدة قلت قناة "زفيزدا" التلفزيونية.
قدمت Rostec مادة الحرباء في عام 2018 ، ونسختها المعدلة في عام 2019. هذا النسيج قادر على تقليد المناظر الطبيعية - غطت هذه المادة خوذة "المحارب". لإخفاء مقاتل أو معدات بشكل فعال ، تحتاج المادة فقط إلى بضع واط من الكهرباء. المهندسين من معهد Tekhnomash للأبحاث التكنولوجية مسؤولون عن التطوير.
بالنسبة للمنطقة القطبية الشمالية ، طورت مؤسسة الدراسات المتقدمة (FPI) مادة خاصة يمكنها تخزين الحرارة أثناء التمرين ثم إطلاقها مرة أخرى. من حيث الطاقة المخزنة ، فإن هذا النسيج قادر على تجاوز المواد الأجنبية المتاحة بمقدار 3-5 مرات. أعلن ذلك مدير الصندوق أندريه غريغورييف في تعليق لـ TASS في 9 يوليو 2019. تم إنشاء القماش باستخدام تقنية الحصول على ألياف فائقة الرقة باستخدام الغزل الكهربائي.
بالإضافة إلى ذلك ، تمكن العلماء الروس من تطوير مواد ذكية مشابهة لتلك الموضحة في بداية المقال: فهي تسمح بمرور الهواء وبخار الماء ، لكنها تحبس جزيئات الهباء الجوي. وقالت الـ FPI إن العمل على النسيج يتم بالاشتراك مع جامعة ولاية ساراتوف.
معلومات