Метаматериалдар, графен, бионика. Жаңы материалдар жана технологиялар согушка кирүүдө

Мазмуну:

Метаматериалдар, графен, бионика. Жаңы материалдар жана технологиялар согушка кирүүдө
Метаматериалдар, графен, бионика. Жаңы материалдар жана технологиялар согушка кирүүдө

Video: Метаматериалдар, графен, бионика. Жаңы материалдар жана технологиялар согушка кирүүдө

Video: Метаматериалдар, графен, бионика. Жаңы материалдар жана технологиялар согушка кирүүдө
Video: УСИЛЕННАЯ МОЛИТВА 2024, Декабрь
Anonim
Метаматериалдар, графен, бионика. Жаңы материалдар жана технологиялар согушка кирүүдө
Метаматериалдар, графен, бионика. Жаңы материалдар жана технологиялар согушка кирүүдө

Терс сынуу бурчу бар материалды түзүү мүмкүнчүлүгүн 1967 -жылы советтик физик Виктор Веселаго алдын ала айткан, бирок азыр гана мындай касиеттери бар чыныгы структуралардын биринчи үлгүлөрү пайда болууда. Сынуу терс бурчунан улам, нурлар нерсенин айланасында ийилип, аны көрүнбөйт. Ошентип, байкоочу "сонун" плащ кийген адамдын артында эмне болуп жатканын гана байкайт.

Согуш талаасында жеңишке жетүү үчүн, заманбап аскер күчтөрү дененин курал -жарагы, транспорт куралдары жана нанотехнология сыяктуу потенциалдуу бузуучу мүмкүнчүлүктөргө кайрылып жатышат. инновациялык камуфляж, жаңы электр приборлору, супер-аккумуляторлор жана платформаларды жана персоналды "акылдуу" же реактивдүү коргоо. Аскердик системалар татаалдашып баратат, көп функционалдуу жана кош колдонулуучу жаңы заманбап материалдар иштелип чыгат жана өндүрүлөт, оор жана ийкемдүү электрониканын миниатюризациясы секирик менен жүрүп жатат.

Мисалдар келечектүү өзүн-өзү калыбына келтирүүчү материалдарды, өнүккөн композиттик материалдарды, функционалдык керамиканы, электрохромдук материалдарды, электромагниттик интерференцияга реакция кылуучу "кибер-коргоочу" материалдарды камтыйт. Алар согуш талаасын жана келечектеги согуш аракеттеринин мүнөзүн өзгөртө турган бузуучу технологиялардын таянычы болуп калат деп күтүлүүдө.

Кийинки муундагы өнүккөн материалдар, мисалы, метаматериалдар, графендер жана көмүр нанотүтүктөрү чоң кызыгууну жана инвестицияларды жаратууда, анткени алар табиятта жок касиеттерге жана функционалдуулукка ээ жана экстремалдык же душмандык мейкиндиктерде аткарылган коргонуу тиркемелерине жана тапшырмаларына ылайыктуу. Нанотехнология нанометр масштабдуу материалдарды колдонот (10-9) атомдук жана молекулалык деңгээлдеги структураларды өзгөртүү жана ар кандай кыртыштарды, түзүлүштөрдү же системаларды түзүү үчүн. Бул материалдар абдан келечектүү аймак жана келечекте согуштук эффективдүүлүккө олуттуу таасирин тийгизиши мүмкүн.

Метаматериалдар

Улантуудан мурун, метаматериалдарды аныктайлы. Метаматериал - бул курама материал, анын касиеттери аны түзүүчү элементтердин касиеттери менен эмес, жасалма жол менен түзүлгөн мезгилдик түзүлүш менен аныкталат. Алар жасалма түрдө түзүлгөн жана атайын структураланган, электромагниттик же акустикалык касиетке ээ, технологиялык жактан жетүү кыйын, же табиятта жок.

Kymeta Corporation, Intellectual Venturesтин туунду компаниясы, mTenna метаматериалынын антеннасы менен 2016 -жылы коргонуу рыногуна чыккан. Компаниянын директору Натан Кундздун айтымында, кабыл алуучу антенна түрүндөгү портативдүү антеннанын салмагы болжол менен 18 кг жана 10 ватт керектейт. Метаматериалдардын антенналары үчүн жабдуулар китептин же нетбуктун көлөмүндөй, кыймылдуу бөлүктөрү жок жана TFT технологиясын колдонуп ЖК мониторлор же смартфондордун экрандары сыяктуу өндүрүлгөн.

Метаматериалдар толкун узундугунун микроструктураларынан турат, башкача айтканда, өлчөмдөрү алар башкарууга тийиш болгон нурлануунун толкун узундугунан кичине структуралардан турат. Бул структуралар жез сыяктуу магниттик эмес материалдардан жасалып, стекловолокно ПХБ субстратына чегилген болот.

Метаматериалдар электромагниттик толкундардын негизги компоненттери - диэлектрдик туруктуу жана магниттик өткөрүмдүүлүк менен өз ара аракеттенүү үчүн түзүлүшү мүмкүн. Интеллектуалдык ишканалардын ойлоп табуучусу Паблос Холмандын айтымында, метаматериал технологиясы менен түзүлгөн антенналар бара -бара уюлдук мунараларды, стационардык телефон линияларын, коаксиалдуу жана оптикалык була кабелдерин алмаштырып салышы мүмкүн.

Салттуу антенналар белгилүү бир толкун узундугунун башкарылуучу энергиясын кармоо үчүн жөнгө салынат, ал антеннадагы электрондорду электрдик токту пайда кылуу үчүн козгойт. Өз кезегинде бул коддолгон сигналдарды маалымат катары чечмелесе болот.

Заманбап антенна системалары оор, анткени ар кандай жыштыктар антеннанын башка түрүн талап кылат. Метан материалдардан жасалган антенналар болсо, үстүңкү катмар электромагниттик толкундардын ийилүү багытын өзгөртүүгө мүмкүндүк берет. Метаматериалдар терс диэлектрдик жана терс магниттик өткөрүмдүүлүктү көрсөтөт, ошондуктан терс сынуу көрсөткүчүнө ээ. Бул терс сынуу көрсөткүчү, эч кандай табигый материалда кездешпейт, эки башка чөйрөнүн чек арасын кесип өткөндө электромагниттик толкундардын өзгөрүшүн аныктайт. Ошентип, метоматериалдын антеннасынын кабыл алгычы ар кандай жыштыктарды кабыл алуу үчүн электрондук түрдө жөнгө салынышы мүмкүн, бул иштеп чыгуучуларга кеңири тилкеге жетүүгө жана антенна элементтеринин көлөмүн азайтууга мүмкүндүк берет.

Мындай антенналардын ичиндеги метаматериалдар тыгыз пакеттелген жеке клеткалардын жалпак матрицасына (телевизор экранында пикселдерди жайгаштырууга абдан окшош) чогулуп, параллель тик бурчтуу толкун өткөргүчтөрдүн дагы бир жалпак матрицасы, ошондой эле программалык камсыздоо аркылуу толкундун эмиссиясын көзөмөлдөгөн модуль менен бириктирилет. жана антеннага нурлануунун багытын аныктоого мүмкүндүк берет.

Холман метаматериалдардын антенналарынын артыкчылыгын түшүнүүнүн эң оңой жолу - антеннанын физикалык тешиктерин жана кемелердеги, учактарды, дрондорду жана башка кыймылдуу системалардагы интернет байланыштарынын ишенимдүүлүгүн жакшылап карап чыгуу экенин түшүндүрдү.

Бул күндөрдө орбитага чыгарылган ар бир жаңы байланыш спутниги, - деп улантты Холман, - бир нече жыл мурун болгон спутниктердин жылдызына караганда көбүрөөк. Бул спутник түйүндөрүндө зымсыз байланыш үчүн бизде чоң потенциал бар, бирок алар менен байланышуунун бирден -бир жолу - чоң, оор жана орнотуу жана тейлөө үчүн кымбат болгон спутник антеннасын алуу. Метаматериалдарга негизделген антенна менен биз нурду башкара турган жана түз спутникти көздөй турган жалпак панель жасай алабыз.

"Физикалык башкарылуучу антеннанын 50 пайызы спутникке багытталган эмес жана сиз оффлайнда иштейсиз" деди Холман. "Андыктан, метамадериалдык антенна деңиз контекстинде өзгөчө пайдалуу болушу мүмкүн, анткени табак спутникке багыттоо үчүн физикалык жактан көзөмөлдөнөт, анткени кеме көбүнчө багытын өзгөртүп, толкундардын үстүндө дайыма термелип турат."

Сүрөт
Сүрөт
Сүрөт
Сүрөт

Bionics

Жаңы материалдарды иштеп чыгуу татаал формаларга ээ ийкемдүү көп функциялуу системаларды түзүүгө да барат. Бул жерде техникалык түзүлүштөрдө жана системаларда жандуу жаратылыштын уюштуруу принциптерин, касиеттерин, функцияларын жана структураларын колдонуу боюнча прикладдык илим маанилүү ролду ойнойт. Бионика (Батыш адабиятында биомиметика) адамга табияттан табылган жана алынган идеялардын негизинде оригиналдуу техникалык системаларды жана технологиялык процесстерди түзүүгө жардам берет.

АКШнын Аскер -Деңиз Флотунун Суу алдындагы согуштарды изилдөө борбору бионикалык принциптерди колдонгон автономдуу мина издөө аппаратын (APU) сыноодон өткөрүүдө. деңиз жашоосунун кыймылдарын туурап. Устаранын узундугу 3 метр, аны эки адам көтөрө алат. Анын электроникасы төрт канаттын жана эки арткы винттин ишин координациялайт. Кыймылдоо кыймылы кээ бир жаныбарлардын, мисалы, канаттуулардын жана ташбакалардын кыймылын туурайт. Бул APUга учууга, аз ылдамдыкта так маневр жасоого жана жогорку ылдамдыкка жетүүгө мүмкүндүк берет. Бул маневр жөндөмү устаранын өзүнө оңой эле жайгашып, 3D сүрөтүн тартуу үчүн объектилердин айланасында калкып жүрүүгө мүмкүндүк берет.

АКШнын Аскер-деңиз флотун изилдөө агенттиги Pliant Energy Systems компаниясынын велосипеддерди кайталанма пандуска окшош толкундуу кыймылдарды пайда кылуучу, көп стабилдүү, сызыктуу эмес, кагазга окшош канаттар системасы менен алмаштыруучу Велокстун кошумча автономдуу суу асты үчүн прототибин иштеп чыгууну каржылап жатат. Түзмөк гиперболикалык геометрия менен электрактивдүү, толкундуу, ийкемдүү полимер канаттарынын кыймылын суунун астында, серфинг толкундарында, кумда, деңизде жана жердеги өсүмдүктөрдүн үстүндө, тайгак таштарда же музда котормо кыймылга айландырат.

Pliant Energy Systems өкүлүнүн айтымында, толкундуу алдыга жылуу өсүмдүктөргө жана чөкмөлөргө зыянды азайтуу менен бирге айлануучу бөлүктөрү жок болгондуктан, тыгыз өсүмдүктөрдүн чырмалышын алдын алат. Литий-иондук батарейка менен иштөөчү аз ызы-чуу менен иштөөчү аппарат муздун астындагы абалын сактап калуу үчүн сүзгүчтүгүн жакшырта алат, ал эми алыстан башкарууга болот. Анын негизги милдеттери: байланыш, анын ичинде GPS, WiFi, радио же спутник каналдары; чалгындоо жана маалымат чогултуу; издөө жана куткаруу; жана сканерлөө жана мин.

Нанотехнологиянын жана микроструктуралардын өнүгүшү бионикалык технологияларда да абдан маанилүү, анын илхамы физикалык процесстерди моделдөө же жаңы материалдарды өндүрүүнү оптималдаштыруу үчүн жаратылыштан алынган.

Сүрөт
Сүрөт

АКШнын Аскер -деңиз флотунун изилдөө лабораториясы рак сымалдуулардын хитиндүү кабыгына окшош катмарлуу микро түзүлүшкө ээ болгон, бирок пластикалык материалдардан жасалган тунук полимер калканы иштеп чыгууда. Бул материалды персоналды, стационардык платформаларды, транспорт каражаттарын жана учактарды коргоо үчүн колдонууга мүмкүндүк берген температуранын жана жүктөрдүн кеңири диапазонуна ылайыктуу бойдон калууга мүмкүндүк берет.

Бул лабораториянын оптикалык материалдар жана аппараттардын башчысы Яс Сангеранын айтымында, рынокто жеткиликтүү коргоо көбүнчө пластиктин үч түрүнөн жасалат жана 1-2 метрден атылган жана ылдамдыктан учуп бараткан 9 мм окко жүз пайыз туруштук бере албайт. 335 м / с.

Бул лаборатория тарабынан иштелип чыккан тунук курал -жарак баллистикалык бүтүндүктү сактоо менен массаны 40% га кыскартууга мүмкүндүк берет жана 68% көбүрөөк ок энергиясын сиңирет. Сангера курал-жарак минадан корголгон унаалар, амфибиялык брондолгон унаалар, жеткирүүчү унаалар жана учактын кабинасынын терезелери сыяктуу бир нече аскердик колдонмолор үчүн идеалдуу болушу мүмкүн экенин түшүндүрдү.

Сангеранын айтымында, анын лабораториясы иштеп жаткан нерселерге таянып, көп таасирдүү мүнөздөмөлөргө ээ болгон жеңил конформалдуу тунук курал жасоону жана 7, 62х39 мм калибрдүү мылтык окторунан коргоону камсыздай турган 20%дан ашык салмакты азайтууга ниеттенүүдө.

DARPA ошондой эле уникалдуу касиеттери бар тунук Spinel куралдарын иштеп чыгууда. Бул материал мыкты көп таасирдүү мүнөздөмөлөргө, жогорку катуулукка жана эрозияга каршылыкка, тышкы факторлорго каршылыктын жогорулашына ээ; ал кененирээк орто толкундуу инфракызыл нурланууну өткөрөт, ал түнкү көрүү приборлорунун мүмкүнчүлүктөрүн жогорулатат (айнек бетинин артындагы нерселерди көрүү жөндөмү), ошондой эле салттуу ок өткөрбөөчү айнектин салмагынын жарымын түзөт.

Бул иш DARPAнын Атомдордон Продукцияга (A2P) программасынын бир бөлүгү болуп саналат, ал "нано масштабдуу бөлүкчөлөрдү (атомдук өлчөмдөргө жакын) системаларга, компоненттерге же материалдарга жок дегенде миллиметр масштабында чогултуу үчүн керектүү технологияларды жана процесстерди иштеп чыгат."

Акыркы сегиз жылдын ичинде, Агенттик DARPAдагы A2P программасынын башчысы Джон Мэйндин айтымында, бекемдигинин мүнөздөмөлөрүн сактоо менен, тунук курал -жарактын калыңдыгын болжол менен 18 смден 6 смге чейин кыскартууга жетишкен. Ал ар кандай катмарлардан турат, "баары керамикалык эмес жана бардыгы пластик же айнек эмес", алар жарака кетпеши үчүн көмөкчү материалга жабыштырылган. "Сиз муну монолиттүү материал катары эмес, коргонуу системасы катары карашыңыз керек."

Spinel айнек брондолгон изилдөө борбору тарабынан баалоо үчүн Америка армиясынын FMTV (Орточо тактикалык машиналардын үй -бүлөсү) жүк ташуучу машиналарынын прототиптерине орнотуу үчүн чыгарылган.

A2P программасынын алкагында, DARPA нано материалдардан жана микроэлектроникадан турган Орегон институту Voxtelге нанодон макрого чейинки өндүрүш процесстерин изилдөө үчүн 5,59 миллион долларлык келишимди ыйгарды. Бул бионикалык долбоор геккон кескелдиригинин мүмкүнчүлүктөрүн туураган синтетикалык желимди иштеп чыгууну камтыйт.

«Гекконун таманында кичинекей түктөр сыяктуу бир нерсе бар … узундугу 100 микронго жакын. Ар бир кичинекей бутактын аягында көлөмү болжол менен 10 нанометр болгон кичинекей нанопласт бар. Дубалга же шыпка тийгенде, бул плиталар гекконун дубалга же шыпка жабышуусуна мүмкүндүк берет."

Мэйндин айтымында, өндүрүшчүлөр бул мүмкүнчүлүктөрдү эч качан кайталай алышпайт, анткени алар тармактуу наноструктураларды түзө алышпайт.

"Voxtel бул биологиялык түзүлүштү кайталаган жана бул биологиялык сапаттарды камтыган өндүрүш технологияларын иштеп чыгат. Ал көмүртек нанотрубаларын чындап жаңы жол менен колдонот, бул татаал 3D структураларын түзүүгө жана аларды эң оригиналдуу түрдө, структура катары эмес, башка ойлоп табуучу жолдор менен колдонууга мүмкүндүк берет."

Voxtel "функционалдык жактан толук блокторго чогултулган, андан кийин комплекстүү гетерогендүү системаларга чогултулган материалдарды" өндүрө турган кошумча өндүрүш техникасын иштеп чыгууну каалайт. Бул методдор табигатта кездешүүчү жөнөкөй генетикалык коддорду жана жалпы химиялык реакцияларды имитациялоого негизделет, алар молекулалардын атом деңгээлинен өздөрүн энергия менен камсыз кыла ала турган чоң структураларга чогулушуна мүмкүндүк берет.

«Биз өнүккөн кайра колдонулуучу клейди иштеп чыгууну каалайбыз. Биз эпоксидик жабышчаактыкка ээ болгон материалды алгыбыз келет, бирок анын бир жолку колдонулушу жана үстүнкү булганышы жок, - деди Майн. "Геккон стилиндеги материалдын кооздугу-анын эч кандай калдык калтырбашы жана ошол замат иштеши."

Башка тездик менен өнүгүп келе жаткан материалдарга графен жана көмүртек нанотүтүктөрү сыяктуу өтө жука материалдар кирет, алар структуралык, жылуулук, электрдик жана оптикалык касиеттерге ээ, алар бүгүнкү согуштук мейкиндикти өзгөртөт.

Сүрөт
Сүрөт

Графен

Көмүртек нанотрубалары электрондук жана камуфляждык системаларда, ошондой эле биомедициналык чөйрөдө колдонуу үчүн жакшы потенциалга ээ болсо да, графен "кызыктырат, анткени ал жок дегенде кагаз жүзүндө көбүрөөк мүмкүнчүлүктөрдү сунуштайт" деди Европалык Коргонуунун өкүлү Джузеппе Даквино. Агенттик (EOA).

Графен-бир атом калыңдыкта көмүртек атомдорунун катмарынан пайда болгон өтө ичке наноматериал. Жеңил жана бышык графен рекорддук жогорку жылуулук жана электр өткөрүмдүүлүккө ээ. Коргоо өнөр жайы графенди анын күчүн, ийкемдүүлүгүн жана жогорку температурага каршылыгын талап кылган колдонмолордо, мисалы экстремалдык шарттарда аткарылган согуштук миссияларда колдонуу мүмкүнчүлүгүн кылдаттык менен изилдеп жатат.

Даквинонун айтымында, графен “жок дегенде теориялык жактан алганда, келечектин материалы. Азыр абдан кызыктуу талаш -тартыштын себеби, жарандык сектордо көп жылдар бою жүргүзүлгөн изилдөөлөрдөн кийин, анын согуштук сценарийлерди чынында өзгөртөөрү белгилүү болду.

Мүмкүнчүлүктөрдүн бир нечесин тизмектөө үчүн: ийкемдүү электроника, энергия системалары, баллистикалык коргоо, камуфляж, чыпкалар / мембраналар, жогорку жылуулук таркатуучу материалдар, биомедициналык колдонмолор жана сенсорлор. Бул, чынында, негизги технологиялык багыттар ».

2017-жылдын декабрында ЕАО графендин келечектүү келечектүү аскердик колдонмолорун жана анын европалык коргонуу өнөр жайына тийгизген таасирин бир жылдык изилдөөнү баштады. Бул ишти Испандык техникалык изилдөө жана инновация фонду жетектеген, аны менен Картахена университети жана британиялык Cambridge Nanomaterial Technology Ltd. 2018 -жылдын май айында графен боюнча изилдөөчүлөр менен эксперттердин семинары болуп өттү, анда аны коргонуу секторунда колдонуу боюнча жол картасы аныкталды.

ЕАУнун маалыматы боюнча, “Кийинки он жылдыкта коргонуу жөндөмүн революциялоо потенциалына ээ болгон материалдардын арасында графен тизмеде жогору. Жеңил, ийкемдүү, болоттон 200 эсе күчтүү жана электр өткөрүмдүүлүгү укмуштуудай (кремнийден жакшыраак) жана жылуулук өткөрүмдүүлүгү сыяктуу."

EOA ошондой эле графендин "кол тамгаларды башкаруу" чөйрөсүндө өзгөчө касиеттерге ээ экенин белгиледи. Башкача айтканда, аны "радио жутуучу жабуулар," өндүрүш үчүн колдонсо болот, алар аскердик машиналарды, учактарды, суу астындагы кемелерди жана жер үстүндөгү кемелерди дээрлик аныкталбай турган объектилерге айландырат. Мунун баары графенди жарандык өнөр жай үчүн гана эмес, аскердик колдонмолор, кургактык, аба жана деңиз үчүн да абдан жагымдуу материалга айландырат.

Сүрөт
Сүрөт
Сүрөт
Сүрөт

Ушул максатта америкалык аскерлер графендин унааларга жана коргоочу кийимдерге колдонулушун изилдеп жатышат. АКШ армиясынын Аскердик изилдөө лабораториясынын (ARL) инженери Эмил Сандоз-Росадонун айтымында, бул материал мыкты механикалык касиетке ээ, графендин бир атомдук катмары соода баллистикалык буланын ошол эле катмарынан 10 эсе катуураак жана 30 эсе күчтүү. «Графен үчүн шып абдан бийик. Бул ARLдеги бир нече жумушчу топтордун ага кызыгуу көрсөтүшүнүн себептеринин бири, анткени анын дизайндык мүнөздөмөлөрү ээлөө жагынан абдан келечектүү.

Бирок, абдан чоң кыйынчылыктар да бар. Алардын бири - материалды масштабдоо; армияга танктарды, унааларды жана аскерлерди камтый турган коргоочу материалдар керек. «Бизге дагы көп нерсе керек. Жалпысынан алганда, биз азыркы учурда керек болгон миллион же андан көп катмар жөнүндө сөз кылабыз ».

Сандоз-Росадо графенди бир же эки жол менен өндүрүүгө болот, же жогорку сапаттагы графит өзүнчө атомдук катмарларга бөлүнгөн пилинг процесси аркылуу, же жез фольгасында графендин бир атомдук катмарын өстүрүү аркылуу болот деп айтты. Бул процесс жогорку сапаттагы графенди чыгаруучу лабораториялар тарабынан жакшы жолго коюлган. Бул идеалдуу эмес, бирок ага абдан жакын. Бирок, бүгүн бир эмес, бир нече атомдук катмар жөнүндө сөз кылууга убакыт келди, бизге толук кандуу продукт керек”. Натыйжада, жакында графикалык өндүрүштүн үзгүлтүксүз процесстерин өнүктүрүү программасы ишке кирди.

"Көмүртек нанотүтүктөрүбү же графенби, аткарылышы керек болгон конкреттүү талаптарды эске алуу керек", - деп эскерди Даквино, жаңы өнүккөн материалдардын мүнөздөмөлөрүнүн формалдуу сүрөттөлүшү, жаңы материалдарды түзүүнүн так процесстерин стандартташтыруу, Бул процесстердин кайталангыстыгы, бүтүндөй чынжырдын өндүрүмдүүлүгү (фундаменталдык изилдөөлөрдөн демонстрацияларга жана прототиптерге чейин) аскердик платформаларда графен жана көмүр нанотүтүктөрү сыяктуу жаңы материалдарды колдонууга келгенде кылдат изилдөөнү жана негиздөөнү талап кылат.

«Бул жөн эле изилдөө эмес, анткени, сиз кандайдыр бир материал расмий түрдө сүрөттөлгөнүнө ишенишиңиз керек жана андан кийин аны белгилүү бир процессте өндүрүүгө болооруна ишенишиңиз керек. Бул оңой эмес, анткени өндүрүш процесси өзгөрүшү мүмкүн, өндүрүлгөн продукциянын сапаты процесске жараша өзгөрүшү мүмкүн, ошондуктан процесс бир нече жолу кайталанышы керек."

Сандоз-Росадонун айтымында, ARL графен өндүрүүчүлөр менен иштешип, продукциянын сапатынын классына жана анын масштабдуулугуна баа берген. Түзүлүшүнүн башталышында турган үзгүлтүксүз процесстердин бизнес -модели, ылайыктуу потенциалы барбы же алар керектүү сапатты бере алабы, азырынча белгисиз.

Даквино компьютердик моделдөө жана кванттык эсептөөлөрдөгү жетишкендиктер илимий изилдөөлөрдү жана иштеп чыгууларды, ошондой эле жакынкы аралыкта алдыңкы материалдарды өндүрүү методдорун иштеп чыгууну тездетиши мүмкүн экенин белгиледи. «Компьютердин жардамы менен дизайн жана материалдык моделдөө менен көп нерселерди моделдөөгө болот: материалдык мүнөздөмөлөрдү, ал тургай өндүрүш процесстерин да моделдөөгө болот. Сиз виртуалдык реалдуулукту да түзө аласыз, анда материалды түзүүнүн ар кандай баскычтарын карап көрсөңүз болот."

Даквино ошондой эле заманбап компьютердик моделдөө жана виртуалдык реалдуулук техникасы "тигил же бул материалды окшоштурууга жана ал материалды белгилүү бир чөйрөдө колдонууга болоорун көрө турган интегралдык системаны" түзүү аркылуу артыкчылык берерин айтты. Кванттык эсептөө бул жердеги иштердин абалын түп тамырынан бери өзгөртүшү мүмкүн.

"Келечекте мен өндүрүштүн жаңы ыкмаларына, жаңы материалдарды түзүүнүн жаңы ыкмаларына жана компьютерди симуляциялоо аркылуу жаңы өндүрүш процесстерине көбүрөөк кызыгууну көрүп турам, анткени эбегейсиз эсептөө кубатын кванттык компьютерлерди колдонуу менен гана алууга болот."

Даквинонун айтымында, графендин кээ бир колдонмолору технологиялык жактан өнүккөн, башкалары азыраак. Мисалы, матрицага негизделген керамикалык композиттер материалды бекемдөөчү графен плиталарын интеграциялоо аркылуу жакшыртылышы мүмкүн жана анын салмагын азайтуу менен бирге механикалык каршылыгын жогорулатат. Эгерде биз, мисалы, композиттер жөнүндө айтып жатсак, - деп улантты Даквино, - же жалпысынан айтканда, графенди кошуу менен бекемделген материалдар жөнүндө, анда биз чыныгы материалдарды жана алардын массалык өндүрүшүнүн реалдуу процесстерин алабыз, эгер эртең болбосо, бирок, балким кийинки беш жылда ».

«Мына ошондуктан графен баллистикалык коргоо системалары үчүн абдан кызыктуу. Графенди курал катары колдонууга боло тургандыктан эмес. Бирок, эгер сиз курал -жарагыңызда графенди бекемдөөчү материал катары колдонсоңуз, анда ал Кевлардыкынан да күчтүү болуп калышы мүмкүн.

Приоритеттүү аймактар, мисалы, автономдуу системалар жана сенсорлор, ошондой эле суу астында, космостук жана кибернетикалык сыяктуу жогорку тобокелдикке ээ болгон аскердик аймактар, көбүнчө жаңы өнүккөн материалдарга жана нанотехнология менен биотехнологиянын интерфейсине, "уурданып" көз каранды. материалдар, реактивдүү материалдар жана энергияны өндүрүү жана сактоо системалары.

Графен жана көмүртек нанотүтүктөрү сыяктуу метатериалдар жана нанотехнологиялар бүгүнкү күндө тез өнүгүүдө. Бул жаңы технологияларда аскерлер жаңы мүмкүнчүлүктөрдү издеп, колдонмолорун жана потенциалдуу тоскоолдуктарды изилдеп жатышат, анткени алар заманбап согуш талааларынын муктаждыктары менен узак мөөнөттүү изилдөө максаттарынын ортосунда тең салмактуулукту сактоого аргасыз.

Сунушталууда: