Sebuah revolusi dalam teknologi militer. Kata-kata ini terutama terkait dengan senjata super, tank laser, perangkat lunak generasi baru, kecerdasan buatan. Namun, dalam waktu dekat, industri militer sedang menunggu kudeta di bidang pengganti yang kurang, tetapi tidak kalah pentingnya - dalam seragam militer. Tentara dunia sedang dalam perjalanan untuk memperkenalkan seragam militer yang sama sekali baru.
Diasumsikan bahwa bentuk "pintar" akan mulai muncul secara massal di tentara berbagai negara dalam 7-10 tahun ke depan. Sekarang, beberapa negara terlibat dalam pengembangan kain dan pakaian Hi-Tech berdasarkan itu.
Kain "pintar" bersyarat dapat dibagi menjadi beberapa jenis:
1. Pasif. Dalam hal ini, materi hanya mengumpulkan dan mengirimkan informasi untuk tindakan selanjutnya kepada pengguna.
2. Aktif. Dalam hal ini, kain HiTech tidak hanya menerima informasi, tetapi juga bereaksi, sebagian data ditransmisikan ke komputer pribadi, yang memberikan sinyal untuk menjalankan fungsionalitas sesuai dengan algoritma yang diberikan.
3. Interaktif. Kain pintar tidak hanya mengumpulkan informasi, tetapi juga bereaksi dan beradaptasi sesuai dengan perubahan eksternal. Secara khusus, pelindung tubuh dan pelat pelindung yang dibuat menggunakan teknologi ini akan dapat memulihkan karakteristik kekuatannya selama pertempuran. Atau bahan seragam mungkin mengeras, menciptakan, misalnya, belat untuk anggota tubuh yang patah.
Ada banyak permintaan pada kain pintar
Beberapa persyaratan serius dikenakan pada bentuk generasi baru yang menjanjikan. Misalnya, di satu sisi, itu akan menjadi "bernapas", tetapi di sisi lain, itu dirancang untuk melindungi dari bahaya seperti virus dan senjata kimia. Apa alasan untuk persyaratan ini?
Pertama-tama, pakaian pelindung biokimia modern adalah bentuk yang sangat tidak nyaman untuk medan perang. Mereka besar dan tertutup rapat. Tubuh seorang prajurit berkeringat deras karena faktor terakhir. Peralatan terkait juga sangat tidak nyaman. Terlalu panas, kelelahan … Efektivitas pasukan yang beroperasi dalam jubah seperti itu berkurang karena kelelahan para prajurit, gangguan mereka terhadap ketidaknyamanan sehari-hari.
Solusi untuk masalah ini adalah peralatan pelindung yang "bernafas": memungkinkan udara melewatinya dan, khususnya, memungkinkan uap air keluar. Akibatnya, keringat, mekanisme pendinginan utama tubuh manusia, bisa menguap. Namun, mekanismenya harus memblokir agen kimia dan biologis. Dan di sinilah apa yang disebut teknologi berperan. "Kulit kedua". Namun teknologi ini sebenarnya hanyalah salah satu elemen dari perubahan yang lebih revolusioner dalam bentuknya yang modern. Kita berbicara tentang kain berdasarkan nanotube karbon.
Lebar - kurang dari 5 nanometer
Karbon adalah salah satu "bahan bangunan" yang paling dicari dan terkenal dalam kimia. Secara khusus, kimia organik sebagian besar didasarkan pada penggunaan elemen tertentu dari tabel periodik.
Namun, justru karena kemampuannya berfungsi sebagai saluran pipa, tulis Anne M. Stark dari Laboratorium Nasional Livermore. Lawrence (University of Berkeley, USA), peneliti sedang mengembangkan kain dengan membran yang mencakup nanotube karbon.
Nanotube lima ribu kali lebih kecil dari diameter rambut manusia. Mereka menyediakan saluran di mana udara dan uap air dapat lewat, tetapi juga memblokir agen biologis.
- kata Stark: kata-katanya dikutip oleh news.com.ua.
Selain itu, perusahaan teknologi yang berspesialisasi dalam kedirgantaraan dan keamanan global (misalnya, Northrop Grumman) secara aktif mendanai penelitian di bidang ini bersama dengan laboratorium akademik dan pemerintah.
Penggunaan nanotube karbon tidak terbatas pada teknologi kulit kedua; pengembang melihat penggunaannya yang luas dalam inovasi lain, termasuk elektronik fleksibel, komponen kedirgantaraan canggih, dan bahkan potensi pengembangan elevator ruang angkasa.
Karbon telah lama menarik perhatian para ilmuwan
Potensi karbon telah lama menarik perhatian para ilmuwan, mereka berhasil mendapatkan nanotube nyata pertama pada tahun 1991. Dibangun dari atom karbon terikat, dengan penggunaan teknologi yang tepat, tabung dapat berfungsi sebagai dasar bahan yang pori-porinya hanya beberapa kali lebih besar dari diameter atom individu.
Bahkan virus terlalu besar untuk menembus jaringan seperti itu. Pada saat yang sama, udara dan uap air mengalir begitu bebas sehingga kain “bernafas” lebih baik daripada kain komersial populer seperti Gore-Tex.
Pada saat yang sama, bahan kimia lebih kompak dan bahkan dapat menyelinap melalui nanotube. Solusinya adalah membuat nanotube cerdas dengan melengkapinya dengan kelompok fungsional molekul yang bertindak sebagai penjaga gerbang untuk memblokir ancaman. Menurut pemimpin tim Livermore Quang Jen Woo, kain “: maka nama yang disebutkan di atas.
Dengan demikian, jaringan dapat memblokir agen kimia seperti gas mustard, gas saraf GD dan VX, racun seperti enterotoksin stafilokokus, dan spora biologis seperti antraks.
- menekankan Jen Woo.
Materi serupa dikembangkan oleh Biro Sains dan Teknologi Gabungan dari Badan Pengurangan Ancaman Pertahanan AS. Pentagon mengumumkan kemungkinan munculnya kain pintar baru pada bulan Desember 2016: informasi tentang ini diterbitkan oleh portal Forces Network.
Penggunaan nanotube juga menawarkan perspektif menarik lainnya. Secara khusus, peralatan prajurit masa depan menyiratkan bahwa elemen cerdas yang fleksibel akan dibangun ke dalam seragam yang mendiagnosis kesehatan prajurit secara real time. Selain itu, para ilmuwan sedang mencari cara untuk meringankan sistem tempur yang menjanjikan dengan memasukkan elemen ke dalam seragam. Secara khusus, mereka tertarik pada kemampuan untuk menyingkirkan kabel dan menyediakan transmisi data berkecepatan tinggi dan daya elektronik. Tabung nanokarbon adalah pilihan terbaik untuk pengembangan prosesor fleksibel. Namun, minat peneliti tidak hanya terfokus pada mereka.
John Ho, profesor di Institute of Health Innovation and Technology di National University of Singapore (NUS) dan NUS Engineering, berbicara kepada Futurity tentang bagaimana timnya berhasil membuat kain pintar yang dapat digunakan sebagai konduktor sinyal untuk beberapa perangkat yang dapat dikenakan. perangkat secara bersamaan. Artikel itu diterbitkan pada 29 Juli tahun ini.
Saat ini, sebagian besar perangkat menggunakan Bluetooth dan Wi-Fi untuk komunikasi nirkabel. Namun, teknologi ini dengan cepat menguras elektronik, yang tidak dapat diterima oleh tentara dalam operasi tempur. Angkatan Darat AS telah menghitung bahwa biaya pengisi daya baterai dapat melebihi biaya amunisi senjata ringan, karena militer lebih suka mengganti baterai apa pun dengan yang baru dalam misi.
Metamaterial
Untuk membuat kain Hi-Tech baru di Singapura, apa yang disebut metamaterial digunakan. Dibuat secara artifisial dan memiliki indeks bias negatif, mereka memiliki sifat listrik, magnet, optik, dan lainnya yang unik.
Metamaterials mampu menciptakan apa yang disebut."Gelombang permukaan", yang dapat menyediakan transmisi data dengan kekuatan 1000 kali lebih kecil dari protokol modern. Selain itu, transmisi sinyal semacam itu kurang rentan terhadap peretasan - informasi "bepergian" 10 cm dari tubuh - dalam Bluetooth dan Wi-Fi ia dapat "terbang" pada jarak hingga beberapa puluh meter.
Pakaian pintar yang dibuat sangat tahan lama. Itu dapat dilipat dan ditekuk dengan kehilangan kekuatan sinyal yang minimal, dan strip konduktif bahkan dapat memotong atau mematahkan tanpa membatasi kemampuan nirkabel. Pakaian juga dapat dicuci, dikeringkan dan disetrika dengan cara yang sama seperti pakaian biasa.
Bentuk cerdas seperti itu dapat digunakan secara efektif untuk memantau kinerja dan kesehatan seorang pejuang, mengurangi tingkat suara di headphone, dan mencetak pesan. Paten telah didaftarkan untuk itu, dan sampel kain telah dibuat.
Yang paling menarik adalah bahwa teknologi ini dapat digunakan bersama dengan sampel seragam yang ada. Laser digunakan untuk memotong dan menjahit. Dan bahan konduktif itu sendiri, strip yang dipasang dari dalam ke seragam dengan lem kain, murah. Biayanya dalam kisaran beberapa dolar per meter dan dapat dipasok dalam gulungan untuk keperluan industri.
Karbon yang disebutkan sebelumnya memiliki bentuk lain yang diketahui: graphene. Jika nanotube berbentuk kerangka, maka graphene berbentuk datar. Itu terdiri dari atom karbon yang membentuk kisi. Untuk pembukaannya, lulusan universitas Rusia Andrei Geim dan Konstantin Novoselov menerima Hadiah Nobel. Menggunakan graphene, para ilmuwan di RMIT University di Melbourne, Australia telah mampu mengembangkan metode yang hemat biaya dan terukur untuk membuat tekstil dengan cepat yang menggabungkan perangkat penyimpanan energi.
Generasi berikutnya dari kain tahan air pintar akan dicetak dengan laser dan dibuat dalam hitungan menit. Ini adalah masa depan yang diwakili oleh para peneliti di balik teknologi baru untuk mengembangkan tekstil elektronik. Sudah dalam tahap uji coba, dalam tiga menit, metode ini memungkinkan Anda membuat sampel kain cerdas berukuran 10x10 cm. Bahannya tahan air, dapat diregangkan, dan mudah diintegrasikan dengan teknologi penyimpanan energi.
Laser bukannya penjahit
Teknologi ini memungkinkan penggunaan pencetakan laser untuk menerapkan superkapasitor graphene langsung ke tekstil. Mereka adalah baterai yang kuat dan tahan lama yang dapat dengan mudah dikombinasikan dengan tenaga surya atau sumber energi lainnya. Di masa depan, metode ini memungkinkan pembuatan tekstil pintar dalam gulungan dengan cepat.
Dr. Litty Tekkakara, peneliti di RMIT School of Science, menekankan bahwa tekstil pintar dengan teknologi penginderaan bawaan, komunikasi nirkabel, atau pemantauan kesehatan memerlukan solusi energi yang kuat dan andal.
Pendekatan modern untuk penyimpanan energi cerdas di industri tekstil, seperti menjahit baterai ke dalam pakaian atau menggunakan serat elektronik, dapat menjadi rumit dan tidak praktis, serta memiliki masalah kinerja.
- mengomentari situasi Tekkakar kepada majalah Science Daily pada akhir Agustus tahun ini.
Komponen elektronik ini juga dapat rentan terhadap korsleting dan kerusakan mekanis saat bersentuhan dengan keringat atau kelembapan dari lingkungan. Superkapasitor berbasis graphene kami tidak hanya dapat dicuci sepenuhnya, tetapi juga dapat menyimpan energi yang dibutuhkan untuk memberi daya pada pakaian pintar, dan dapat diproduksi dalam jumlah besar dalam hitungan menit.
Dengan mengatasi tantangan menyimpan energi dalam tekstil elektronik, kami berharap dapat menciptakan generasi baru teknologi yang dapat dipakai dan seragam Hi-Tech.
Saat ini, dengan bantuan penelitian, telah terbukti bahwa bahan ini telah menunjukkan ketahanan terhadap berbagai suhu dan pencucian, sifat-sifatnya tetap stabil.
Konsep ini telah dibahas secara publik sejak awal 2000-an
Pengujian bentuk "pintar" dimulai sejak lama. Sebuah konsep untuk penggunaannya diterbitkan pada tahun 2005, dan pada bulan April 2012, Tekstil Cerdas yang berbasis di Surrey menunjukkan bentuk yang menjanjikan di sebuah acara yang diselenggarakan oleh Center for Defense Enterprises (CDE). Perusahaan telah mematenkan sejumlah teknik untuk menenun kain konduktif yang kompleks. Kain elektronik dapat menyediakan seragam dengan satu sumber daya dan transmisi sentral, menghilangkan sebagian besar kabel dan kabel yang rumit.
Sistem memungkinkan data dan daya dapat ditransfer meskipun jaringan rusak, yang berbeda dengan teknologi yang menggunakan kabel.
Kami memiliki kain yang tertanam di rompi, kemeja, helm, ransel, dan sarung tangan senjata. Ini memungkinkan kami untuk membuat jaringan yang mentransfer energi dan data ke tempat yang kami butuhkan.
Asha Thompson, direktur Intelligent Textiles, mengatakan kepada BBC News.
Perusahaan kemudian menerima sekitar 240.000 pound untuk mengembangkan teknologi lebih lanjut. Perusahaan juga mengembangkan keyboard kain untuk digunakan dengan laptop, yang rencananya akan diintegrasikan dengan seragam.
Pasar global untuk kain pintar sedang berkembang
Market Research Future, memperkirakan sektor pasar ini hingga 2023, mencatat bahwa pasar global untuk kain cerdas untuk penggunaan militer akan melampaui angka $ 1,7 miliar pada tanggal tersebut.
Menurut analis, Amerika Serikat sebagian besar bekerja ke arah ini, tetapi negara-negara Asia, seperti India dan Cina, siap untuk berinvestasi di sektor ini.
Rusia sedang mengembangkan sendiri
Rusia juga tidak siap untuk berdiri di pinggir. Saluran TV Zvezda melaporkan penggunaan kain cerdas dalam satu set peralatan yang menjanjikan untuk "prajurit masa depan" Rusia "Ratnik-2". Secara khusus, formulir menggunakan kain aramid yang diresapi dengan komposisi khusus dari JSC "Kamenskvolokno". Saluran TV "Zvezda" membicarakan hal ini dalam materinya tentang pakaian baru.
Pada 2018, Rostec menyajikan materi bunglon, dan pada 2019 - versi revisinya. Kain ini mampu meniru lanskap - bahan ini digunakan untuk menutupi helm "Prajurit". Untuk menyamarkan pesawat tempur atau kendaraan secara efektif, bahan tersebut hanya membutuhkan beberapa watt listrik. Insinyur dari Technomash Research and Development Institute bertanggung jawab untuk pengembangan.
Untuk Arktik, Dana Penelitian Lanjutan (FPI) telah mengembangkan bahan khusus yang mampu menyimpan panas selama aktivitas fisik dan kemudian melepaskannya kembali. Dari segi akumulasi cadangan energi, kain ini mampu 3-5 kali melebihi bahan asing yang ada. Ini diumumkan oleh direktur dana, Andrei Grigoriev, dalam komentar kepada TASS pada 9 Juli 2019. Kain dibuat menggunakan teknologi produksi serat ultrafine menggunakan electrospinning.
Selain itu, para ilmuwan Rusia telah berhasil mengembangkan bahan cerdas yang serupa dengan yang dijelaskan di awal artikel: mereka memungkinkan udara dan uap air melewatinya, tetapi mempertahankan partikel aerosol. FPI melaporkan bahwa pengerjaan kain sedang dilakukan bersama dengan Universitas Negeri Saratov.
