Armie świata na drodze do wprowadzenia mundurów z „inteligentnych” tkanin: od ochrony przed wirusami po magazynowanie energii
Rewolucja w technologii wojskowej. Te słowa kojarzą się przede wszystkim z superbronią, laserem czołgi, oprogramowanie nowej generacji, sztuczna inteligencja. Jednak w niedalekiej przyszłości przemysł wojskowy czeka na rewolucję w dziedzinie mniejszej wymiany, ale nie mniej ważnej - w mundurach wojskowych. Armie świata są na dobrej drodze do wprowadzenia zupełnie nowego munduru wojskowego.
Zakłada się, że „inteligentna” forma zacznie masowo pojawiać się w armiach różnych krajów w ciągu najbliższych 7-10 lat. Obecnie kilka krajów zajmuje się rozwojem opartych na nim tkanin i odzieży Hi-Tech.
Konwencjonalnie „inteligentne” tkaniny można podzielić na kilka typów:
1. Pasywny. W takim przypadku materiał jedynie zbiera i przekazuje użytkownikowi informacje dotyczące kolejnych działań.
2. Aktywny. W tym przypadku tkanina HiTech nie tylko otrzymuje informacje, ale również reaguje, część danych jest przesyłana do komputera osobistego, co daje sygnał do opracowania funkcjonalności według zadanego algorytmu.
3. Interaktywny. „Inteligentna tkanina” nie tylko zbiera informacje, ale także reaguje i dostosowuje się do zewnętrznych zmian. W szczególności kamizelki kuloodporne i płyty ochronne stworzone przy użyciu tych technologii będą w stanie przywrócić swoje cechy wytrzymałościowe podczas walki. Albo materiał munduru mógłby stwardnieć, tworząc np. szynę na złamaną kończynę.
Obiecująca forma nowej generacji stawia kilka poważnych wymagań. Na przykład z jednej strony będzie „oddychający”, ale z drugiej ma chronić przed takimi zagrożeniami jak wirusy i chemikalia broń. Jakie są te wymagania?
Przede wszystkim nowoczesne kombinezony ochrony biochemicznej są niezwykle niewygodną formą na polu walki. Są nieporęczne i hermetycznie zamknięte. Ciało żołnierza obficie się poci z powodu tego ostatniego czynnika. Towarzyszący sprzęt również nie jest zbyt wygodny. Przegrzanie, wyczerpanie... Skuteczność oddziałów operujących w takich szatach jest zmniejszona przez zmęczenie bojowników, ich odwrócenie uwagi od codziennych niedogodności.
Rozwiązaniem tego problemu jest sprzęt ochronny, który „oddycha”: przepuszcza powietrze, a w szczególności umożliwia ucieczkę pary wodnej. W rezultacie pot, główny mechanizm chłodzenia ludzkiego ciała, może wyparować. Jednak mechanizm musi blokować czynniki chemiczne i biologiczne. I tu w grę wchodzi tak zwana technologia. "druga skóra". Ale ta technologia jest w rzeczywistości tylko jednym z elementów bardziej rewolucyjnej zmiany w nowoczesnej formie. Mówimy o tkaninie na bazie nanorurek węglowych.
Węgiel jest jednym z najbardziej poszukiwanych i znanych „materiałów budowlanych” w chemii. W szczególności chemia organiczna w dużej mierze opiera się na wykorzystaniu tego konkretnego elementu układu okresowego.
Jednak dzieje się tak właśnie z powodu ich zdolności do funkcjonowania jako rurociągi, pisze Ann M. Stark z Livermore National Laboratory. Lawrence (University of Berkeley, USA), naukowcy opracowują tkaniny z membranami, które zawierają nanorurki węglowe.
- mówi Stark: news.com.ua cytuje jej słowa.
Ponadto firmy technologiczne specjalizujące się w lotnictwie i bezpieczeństwie globalnym (na przykład Northrop Grumman) aktywnie finansują badania w tym obszarze we współpracy z laboratoriami akademickimi i rządowymi.
Zastosowanie nanorurek węglowych nie ogranicza się do technologii drugiej skóry; programiści widzą ich szerokie zastosowanie w innych innowacjach, w tym elastycznej elektronice, produkcji zaawansowanych komponentów lotniczych, a nawet potencjalnym rozwoju kosmicznych wind.
Potencjał węgla od dawna przyciąga naukowców, którym udało się uzyskać pierwsze prawdziwe nanorurki w 1991 roku. Zbudowane ze związanych atomów węgla, przy użyciu odpowiedniej technologii, rurki mogą służyć jako podstawa materiału, którego pory są tylko kilkakrotnie większe od średnicy poszczególnych atomów.
Nawet wirusy są zbyt duże, aby przeniknąć do takiej tkanki. Jednocześnie powietrze i para wodna przechodzą tak swobodnie, że tkanina oddycha lepiej niż popularne tkaniny komercyjne, takie jak Gore-Tex.
Jednocześnie środki chemiczne są bardziej zwarte i mogą nawet prześlizgnąć się przez nanorurki. Rozwiązaniem jest uczynienie nanorurek inteligentnymi poprzez wyposażenie ich w funkcjonalne grupy cząsteczek, które pełnią funkcję strażników w celu blokowania zagrożenia. Według lidera zespołu Livermore, Kuang Jen Wu, tkanina "będzie jak inteligentna druga skóra, która reaguje na otoczenie.”: stąd nazwa wymieniona powyżej.
Jen Woo podkreśla.
Podobny materiał został również opracowany przez Wspólne Biuro Naukowo-Techniczne Amerykańskiej Agencji Redukcji Zagrożeń Obronnych. Pentagon ogłosił możliwość pojawienia się nowej inteligentnej tkaniny w grudniu 2016 r.: informację o tym opublikował portal Forces Network.
Zastosowanie nanorurek daje też inne ciekawe perspektywy. W szczególności strój żołnierza przyszłości zakłada, że w mundur zostaną wbudowane elastyczne elementy inteligentne, diagnozujące stan zdrowia myśliwca w czasie rzeczywistym. Ponadto naukowcy szukają sposobów na ułatwienie zaawansowanych systemów walki poprzez wbudowanie ich elementów w mundury. W szczególności są zainteresowani pozbyciem się przewodów i zapewnieniem zarówno szybkiego transferu danych, jak i energoelektroniki. Rurki nanowęglowe najlepiej nadają się do rozwoju elastycznych procesorów. Jednak zainteresowanie badaczy nie skupia się tylko na nich.
John Ho, profesor nadzwyczajny w Instytucie Innowacji i Technologii Zdrowia na Narodowym Uniwersytecie Singapuru (NUS) i NUS Engineering, powiedział edycja Futurity o tym, jak jego zespołowi udało się stworzyć inteligentną tkaninę, która może służyć jako przewodnik sygnału dla kilku urządzeń do noszenia jednocześnie. Artykuł ukazał się 29 lipca br.
Obecnie większość urządzeń wykorzystuje do komunikacji bezprzewodowej Bluetooth i Wi-Fi. Jednak technologie te szybko rozładowują elektronikę, co jest nie do przyjęcia dla żołnierzy na misji bojowej. Armia USA obliczyła, że koszt ładowarek akumulatorowych może przewyższyć koszt amunicji do broni strzeleckiej, ponieważ na misjach wojsko woli wymieniać dowolne baterie na zupełnie nowe.
Tak zwane metamateriały zostały użyte do stworzenia nowej tkaniny Hi-Tech w Singapurze. Sztucznie wytworzone i posiadające ujemny współczynnik załamania światła, posiadają unikalne właściwości elektryczne, magnetyczne, optyczne i inne.
Metamateriały są w stanie stworzyć tzw. „fale powierzchniowe”, które mogą zapewnić transmisję danych z mocą 1000 razy mniejszą niż obecne protokoły. Ponadto transmisja takiego sygnału jest mniej podatna na włamania – informacja „przelatuje” 10 cm od ciała – w Bluetooth i Wi-Fi potrafi „odlecieć” na odległość kilkudziesięciu metrów.
Stworzone „inteligentne” ubrania są bardzo trwałe. Można go zginać i zginać przy minimalnej utracie siły sygnału, a paski przewodzące można nawet przecinać lub rozdzierać bez ograniczania łączności bezprzewodowej. Odzież można prać, suszyć i prasować w taki sam sposób, jak zwykłe ubrania.
Taka inteligentna forma może być skutecznie wykorzystana do monitorowania osiągów i stanu zdrowia myśliwca, redukcji poziomu dźwięku w słuchawkach oraz drukowania wiadomości. Został już na nią zarejestrowany patent i powstała próbka tkaniny.
Najciekawsze jest to, że tę technologię można stosować razem z istniejącymi mundurami. Do cięcia i szycia służy laser. A sam materiał przewodzący, którego paski są przymocowane od wewnątrz do munduru za pomocą kleju do tkanin, jest tani. Kosztuje w granicach kilku dolarów za metr bieżący i może być dostarczany w rolkach do wykorzystania w produkcji przemysłowej.
Wspomniany wcześniej węgiel ma inną znaną formę: grafen. Jeśli nanorurki mają kształt szkieletu, grafen jest płaski. Składa się z atomów węgla ułożonych w siatkę. Za jego odkrycie absolwenci rosyjskich uniwersytetów Andrei Geim i Konstantin Novoselov otrzymali Nagrodę Nobla. Wykorzystując grafen, naukowcy z RMIT University w Melbourne w Australii opracowali opłacalny i skalowalny sposób na szybką produkcję tekstyliów, który ma wbudowane urządzenia magazynujące energię.
Nowa generacja inteligentnych wodoodpornych tkanin zostanie wydrukowana laserowo i wykonana w ciągu kilku minut. Taka jest przyszłość, którą wyobrażają sobie badacze stojący za nowymi technologiami rozwoju e-tekstyliów. Już na etapie pilotażowym, w ciągu trzech minut, metoda pozwala stworzyć próbkę inteligentnej tkaniny o wymiarach 10x10 cm, która jest wodoodporna, rozciągliwa i łatwo integruje się z technologiami magazynowania energii.
Technologia umożliwia nakładanie superkondensatorów grafenowych bezpośrednio na tekstylia za pomocą druku laserowego. Są to mocne i trwałe baterie, które można łatwo łączyć z energią słoneczną lub innymi źródłami energii. W przyszłości metoda umożliwi szybkie tworzenie inteligentnych tekstyliów w rolkach.
Dr Litty Tekkakara, naukowiec z RMIT School of Science, podkreśla, że inteligentne tekstylia z wbudowanym czujnikiem, technologią bezprzewodową lub technologią monitorowania zdrowia wymagają potężnych i niezawodnych rozwiązań energetycznych.
- Tekkakara skomentował sytuację w magazynie Science Daily pod koniec sierpnia br.
W chwili obecnej za pomocą badań udowodniono, że materiał ten wykazał odporność na różne temperatury i pranie, jego właściwości pozostają stabilne.
Testy „inteligentnej” formy rozpoczęły się dawno temu. Koncepcja jego wykorzystania została opublikowana w 2005 roku, a w kwietniu 2012 roku brytyjska firma Intelligent Textiles z Surrey zaprezentowała obiecującą formę na imprezie zorganizowanej przez Centrum Przedsiębiorstw Obronnych (CDE). Firma opatentowała szereg technik tkania złożonych tkanin przewodzących. „Electronic Cloth” może zapewnić mundurom jedno centralne źródło zasilania i transmisji, eliminując większość nieporęcznych kabli i przewodów.
System umożliwia przesyłanie danych i energii elektrycznej nawet w przypadku uszkodzenia tkaniny - to jego różnica w stosunku do technologii wykorzystujących kable.
Asha Thompson, dyrektor Intelligent Textiles, powiedziała BBC News.
Następnie firma otrzymała około 240 000 funtów na dalszy rozwój technologii. Firma opracowywała również tekstylną klawiaturę do użytku z laptopem, która miała być zintegrowana z mundurem.
W raporcie Przyszłe badania rynku, który daje prognozę dla tego sektora rynku do 2023 r., zauważa się, że do wskazanej daty światowy rynek inteligentnych tkanin do użytku wojskowego przekroczy 1,7 mld USD.
Według analityków w tym kierunku działają przede wszystkim Stany Zjednoczone, ale kraje azjatyckie, takie jak Indie i Chiny, są gotowe zainwestować w ten sektor znaczne środki.
Rosja też nie jest gotowa stać z boku. Kanał telewizyjny Zvezda donosi o wykorzystaniu inteligentnych tkanin w zestawie obiecującego sprzętu dla rosyjskiego „żołnierza przyszłości” Ratnika-2. W szczególności mundur wykorzystuje tkaninę aramidową impregnowaną specjalną kompozycją firmy Kamenskvolokno JSC. O tym w jego materiale o nowym sprzęcie powiedział Kanał telewizyjny „Gwiazda”.
Rostec zaprezentował materiał kameleona w 2018 roku, a jego poprawioną wersję w 2019 roku. Tkanina ta jest w stanie imitować krajobraz - tym materiałem pokrył hełm "Wojownika". Aby skutecznie zamaskować myśliwiec lub sprzęt, materiał potrzebuje tylko kilku watów energii elektrycznej. Za rozwój odpowiadają inżynierowie z Technologicznego Instytutu Badawczego Tekhnomash.
Dla Arktyki Foundation for Advanced Study (FPI) opracowała specjalny materiał, który może magazynować ciepło podczas ćwiczeń, a następnie je oddawać. Pod względem zmagazynowanej energii tkanina ta jest w stanie przewyższyć dostępne materiały obce 3-5 razy. Poinformował o tym dyrektor funduszu Andrey Grigoriev w komentarzu do TASS 9 lipca 2019 r. Tkanina została stworzona przy użyciu technologii otrzymywania ultracienkich włókien metodą elektroprzędzenia.
Ponadto rosyjskim naukowcom udało się opracować inteligentne materiały podobne do tych opisanych na początku artykułu: przepuszczają powietrze i parę wodną, ale zatrzymują cząstki aerozolu. FPI poinformowało, że prace nad tkaniną prowadzone są wspólnie z Saratowskim Uniwersytetem Państwowym.
Zakłada się, że „inteligentna” forma zacznie masowo pojawiać się w armiach różnych krajów w ciągu najbliższych 7-10 lat. Obecnie kilka krajów zajmuje się rozwojem opartych na nim tkanin i odzieży Hi-Tech.
Konwencjonalnie „inteligentne” tkaniny można podzielić na kilka typów:
1. Pasywny. W takim przypadku materiał jedynie zbiera i przekazuje użytkownikowi informacje dotyczące kolejnych działań.
2. Aktywny. W tym przypadku tkanina HiTech nie tylko otrzymuje informacje, ale również reaguje, część danych jest przesyłana do komputera osobistego, co daje sygnał do opracowania funkcjonalności według zadanego algorytmu.
3. Interaktywny. „Inteligentna tkanina” nie tylko zbiera informacje, ale także reaguje i dostosowuje się do zewnętrznych zmian. W szczególności kamizelki kuloodporne i płyty ochronne stworzone przy użyciu tych technologii będą w stanie przywrócić swoje cechy wytrzymałościowe podczas walki. Albo materiał munduru mógłby stwardnieć, tworząc np. szynę na złamaną kończynę.
Istnieje wiele wymagań dotyczących „inteligentnej tkaniny”
Obiecująca forma nowej generacji stawia kilka poważnych wymagań. Na przykład z jednej strony będzie „oddychający”, ale z drugiej ma chronić przed takimi zagrożeniami jak wirusy i chemikalia broń. Jakie są te wymagania?
Przede wszystkim nowoczesne kombinezony ochrony biochemicznej są niezwykle niewygodną formą na polu walki. Są nieporęczne i hermetycznie zamknięte. Ciało żołnierza obficie się poci z powodu tego ostatniego czynnika. Towarzyszący sprzęt również nie jest zbyt wygodny. Przegrzanie, wyczerpanie... Skuteczność oddziałów operujących w takich szatach jest zmniejszona przez zmęczenie bojowników, ich odwrócenie uwagi od codziennych niedogodności.
Rozwiązaniem tego problemu jest sprzęt ochronny, który „oddycha”: przepuszcza powietrze, a w szczególności umożliwia ucieczkę pary wodnej. W rezultacie pot, główny mechanizm chłodzenia ludzkiego ciała, może wyparować. Jednak mechanizm musi blokować czynniki chemiczne i biologiczne. I tu w grę wchodzi tak zwana technologia. "druga skóra". Ale ta technologia jest w rzeczywistości tylko jednym z elementów bardziej rewolucyjnej zmiany w nowoczesnej formie. Mówimy o tkaninie na bazie nanorurek węglowych.
Szerokość - mniej niż 5 nanometrów
Węgiel jest jednym z najbardziej poszukiwanych i znanych „materiałów budowlanych” w chemii. W szczególności chemia organiczna w dużej mierze opiera się na wykorzystaniu tego konkretnego elementu układu okresowego.
Jednak dzieje się tak właśnie z powodu ich zdolności do funkcjonowania jako rurociągi, pisze Ann M. Stark z Livermore National Laboratory. Lawrence (University of Berkeley, USA), naukowcy opracowują tkaniny z membranami, które zawierają nanorurki węglowe.
Nanorurki są pięć tysięcy razy mniejsze niż średnica ludzkiego włosa. Zapewniają kanały, przez które może przechodzić powietrze i para wodna, ale także blokują czynniki biologiczne.
- mówi Stark: news.com.ua cytuje jej słowa.
Ponadto firmy technologiczne specjalizujące się w lotnictwie i bezpieczeństwie globalnym (na przykład Northrop Grumman) aktywnie finansują badania w tym obszarze we współpracy z laboratoriami akademickimi i rządowymi.
Zastosowanie nanorurek węglowych nie ogranicza się do technologii drugiej skóry; programiści widzą ich szerokie zastosowanie w innych innowacjach, w tym elastycznej elektronice, produkcji zaawansowanych komponentów lotniczych, a nawet potencjalnym rozwoju kosmicznych wind.
Węgiel od dawna przyciąga naukowców
Potencjał węgla od dawna przyciąga naukowców, którym udało się uzyskać pierwsze prawdziwe nanorurki w 1991 roku. Zbudowane ze związanych atomów węgla, przy użyciu odpowiedniej technologii, rurki mogą służyć jako podstawa materiału, którego pory są tylko kilkakrotnie większe od średnicy poszczególnych atomów.
Nawet wirusy są zbyt duże, aby przeniknąć do takiej tkanki. Jednocześnie powietrze i para wodna przechodzą tak swobodnie, że tkanina oddycha lepiej niż popularne tkaniny komercyjne, takie jak Gore-Tex.
Jednocześnie środki chemiczne są bardziej zwarte i mogą nawet prześlizgnąć się przez nanorurki. Rozwiązaniem jest uczynienie nanorurek inteligentnymi poprzez wyposażenie ich w funkcjonalne grupy cząsteczek, które pełnią funkcję strażników w celu blokowania zagrożenia. Według lidera zespołu Livermore, Kuang Jen Wu, tkanina "będzie jak inteligentna druga skóra, która reaguje na otoczenie.”: stąd nazwa wymieniona powyżej.
W ten sposób tkanka będzie mogła blokować czynniki chemiczne, takie jak gaz musztardowy, gazy nerwowe GD i VX, trucizny, takie jak enterotoksyna gronkowcowa, oraz zarodniki biologiczne, takie jak wąglik.
Jen Woo podkreśla.
Podobny materiał został również opracowany przez Wspólne Biuro Naukowo-Techniczne Amerykańskiej Agencji Redukcji Zagrożeń Obronnych. Pentagon ogłosił możliwość pojawienia się nowej inteligentnej tkaniny w grudniu 2016 r.: informację o tym opublikował portal Forces Network.
Zastosowanie nanorurek daje też inne ciekawe perspektywy. W szczególności strój żołnierza przyszłości zakłada, że w mundur zostaną wbudowane elastyczne elementy inteligentne, diagnozujące stan zdrowia myśliwca w czasie rzeczywistym. Ponadto naukowcy szukają sposobów na ułatwienie zaawansowanych systemów walki poprzez wbudowanie ich elementów w mundury. W szczególności są zainteresowani pozbyciem się przewodów i zapewnieniem zarówno szybkiego transferu danych, jak i energoelektroniki. Rurki nanowęglowe najlepiej nadają się do rozwoju elastycznych procesorów. Jednak zainteresowanie badaczy nie skupia się tylko na nich.
John Ho, profesor nadzwyczajny w Instytucie Innowacji i Technologii Zdrowia na Narodowym Uniwersytecie Singapuru (NUS) i NUS Engineering, powiedział edycja Futurity o tym, jak jego zespołowi udało się stworzyć inteligentną tkaninę, która może służyć jako przewodnik sygnału dla kilku urządzeń do noszenia jednocześnie. Artykuł ukazał się 29 lipca br.
Obecnie większość urządzeń wykorzystuje do komunikacji bezprzewodowej Bluetooth i Wi-Fi. Jednak technologie te szybko rozładowują elektronikę, co jest nie do przyjęcia dla żołnierzy na misji bojowej. Armia USA obliczyła, że koszt ładowarek akumulatorowych może przewyższyć koszt amunicji do broni strzeleckiej, ponieważ na misjach wojsko woli wymieniać dowolne baterie na zupełnie nowe.
Metamateriały
Tak zwane metamateriały zostały użyte do stworzenia nowej tkaniny Hi-Tech w Singapurze. Sztucznie wytworzone i posiadające ujemny współczynnik załamania światła, posiadają unikalne właściwości elektryczne, magnetyczne, optyczne i inne.
Metamateriały są w stanie stworzyć tzw. „fale powierzchniowe”, które mogą zapewnić transmisję danych z mocą 1000 razy mniejszą niż obecne protokoły. Ponadto transmisja takiego sygnału jest mniej podatna na włamania – informacja „przelatuje” 10 cm od ciała – w Bluetooth i Wi-Fi potrafi „odlecieć” na odległość kilkudziesięciu metrów.
Stworzone „inteligentne” ubrania są bardzo trwałe. Można go zginać i zginać przy minimalnej utracie siły sygnału, a paski przewodzące można nawet przecinać lub rozdzierać bez ograniczania łączności bezprzewodowej. Odzież można prać, suszyć i prasować w taki sam sposób, jak zwykłe ubrania.
Taka inteligentna forma może być skutecznie wykorzystana do monitorowania osiągów i stanu zdrowia myśliwca, redukcji poziomu dźwięku w słuchawkach oraz drukowania wiadomości. Został już na nią zarejestrowany patent i powstała próbka tkaniny.
Najciekawsze jest to, że tę technologię można stosować razem z istniejącymi mundurami. Do cięcia i szycia służy laser. A sam materiał przewodzący, którego paski są przymocowane od wewnątrz do munduru za pomocą kleju do tkanin, jest tani. Kosztuje w granicach kilku dolarów za metr bieżący i może być dostarczany w rolkach do wykorzystania w produkcji przemysłowej.
Wspomniany wcześniej węgiel ma inną znaną formę: grafen. Jeśli nanorurki mają kształt szkieletu, grafen jest płaski. Składa się z atomów węgla ułożonych w siatkę. Za jego odkrycie absolwenci rosyjskich uniwersytetów Andrei Geim i Konstantin Novoselov otrzymali Nagrodę Nobla. Wykorzystując grafen, naukowcy z RMIT University w Melbourne w Australii opracowali opłacalny i skalowalny sposób na szybką produkcję tekstyliów, który ma wbudowane urządzenia magazynujące energię.
Nowa generacja inteligentnych wodoodpornych tkanin zostanie wydrukowana laserowo i wykonana w ciągu kilku minut. Taka jest przyszłość, którą wyobrażają sobie badacze stojący za nowymi technologiami rozwoju e-tekstyliów. Już na etapie pilotażowym, w ciągu trzech minut, metoda pozwala stworzyć próbkę inteligentnej tkaniny o wymiarach 10x10 cm, która jest wodoodporna, rozciągliwa i łatwo integruje się z technologiami magazynowania energii.
Laser zamiast krawcowej
Technologia umożliwia nakładanie superkondensatorów grafenowych bezpośrednio na tekstylia za pomocą druku laserowego. Są to mocne i trwałe baterie, które można łatwo łączyć z energią słoneczną lub innymi źródłami energii. W przyszłości metoda umożliwi szybkie tworzenie inteligentnych tekstyliów w rolkach.
Dr Litty Tekkakara, naukowiec z RMIT School of Science, podkreśla, że inteligentne tekstylia z wbudowanym czujnikiem, technologią bezprzewodową lub technologią monitorowania zdrowia wymagają potężnych i niezawodnych rozwiązań energetycznych.
Obecne podejścia do inteligentnego magazynowania energii w przemyśle tekstylnym, takie jak szycie baterii do odzieży lub używanie włókien elektronicznych, mogą być nieporęczne i ciężkie oraz powodować problemy z wydajnością.
- Tekkakara skomentował sytuację w magazynie Science Daily pod koniec sierpnia br.
Te elementy elektroniczne mogą również podlegać zwarciom i uszkodzeniom mechanicznym, gdy wejdą w kontakt z potem lub wilgocią z otoczenia. Nasz superkondensator na bazie grafenu jest nie tylko całkowicie zmywalny, ale może przechowywać energię potrzebną do zasilania inteligentnej odzieży i może być wyprodukowany w ciągu kilku minut w dużych ilościach.
Rozwiązując wyzwania związane z magazynowaniem energii w e-tekstyliach, mamy nadzieję stworzyć nową generację technologii do noszenia i mundurów hi-tech.
Rozwiązując wyzwania związane z magazynowaniem energii w e-tekstyliach, mamy nadzieję stworzyć nową generację technologii do noszenia i mundurów hi-tech.
W chwili obecnej za pomocą badań udowodniono, że materiał ten wykazał odporność na różne temperatury i pranie, jego właściwości pozostają stabilne.
Koncepcja była publicznie dyskutowana od początku 2000 roku
Testy „inteligentnej” formy rozpoczęły się dawno temu. Koncepcja jego wykorzystania została opublikowana w 2005 roku, a w kwietniu 2012 roku brytyjska firma Intelligent Textiles z Surrey zaprezentowała obiecującą formę na imprezie zorganizowanej przez Centrum Przedsiębiorstw Obronnych (CDE). Firma opatentowała szereg technik tkania złożonych tkanin przewodzących. „Electronic Cloth” może zapewnić mundurom jedno centralne źródło zasilania i transmisji, eliminując większość nieporęcznych kabli i przewodów.
System umożliwia przesyłanie danych i energii elektrycznej nawet w przypadku uszkodzenia tkaniny - to jego różnica w stosunku do technologii wykorzystujących kable.
Mamy tkaninę wbudowaną w kamizelkę, koszulę, kask, plecak i rękawicę do broni. W ten sposób powstała sieć, która przesyła energię i dane tam, gdzie ich potrzebujemy.
Asha Thompson, dyrektor Intelligent Textiles, powiedziała BBC News.
Następnie firma otrzymała około 240 000 funtów na dalszy rozwój technologii. Firma opracowywała również tekstylną klawiaturę do użytku z laptopem, która miała być zintegrowana z mundurem.
Światowy rynek „inteligentnych” tkanin rośnie
W raporcie Przyszłe badania rynku, który daje prognozę dla tego sektora rynku do 2023 r., zauważa się, że do wskazanej daty światowy rynek inteligentnych tkanin do użytku wojskowego przekroczy 1,7 mld USD.
Według analityków w tym kierunku działają przede wszystkim Stany Zjednoczone, ale kraje azjatyckie, takie jak Indie i Chiny, są gotowe zainwestować w ten sektor znaczne środki.
Rosja się rozwija
Rosja też nie jest gotowa stać z boku. Kanał telewizyjny Zvezda donosi o wykorzystaniu inteligentnych tkanin w zestawie obiecującego sprzętu dla rosyjskiego „żołnierza przyszłości” Ratnika-2. W szczególności mundur wykorzystuje tkaninę aramidową impregnowaną specjalną kompozycją firmy Kamenskvolokno JSC. O tym w jego materiale o nowym sprzęcie powiedział Kanał telewizyjny „Gwiazda”.
Rostec zaprezentował materiał kameleona w 2018 roku, a jego poprawioną wersję w 2019 roku. Tkanina ta jest w stanie imitować krajobraz - tym materiałem pokrył hełm "Wojownika". Aby skutecznie zamaskować myśliwiec lub sprzęt, materiał potrzebuje tylko kilku watów energii elektrycznej. Za rozwój odpowiadają inżynierowie z Technologicznego Instytutu Badawczego Tekhnomash.
Dla Arktyki Foundation for Advanced Study (FPI) opracowała specjalny materiał, który może magazynować ciepło podczas ćwiczeń, a następnie je oddawać. Pod względem zmagazynowanej energii tkanina ta jest w stanie przewyższyć dostępne materiały obce 3-5 razy. Poinformował o tym dyrektor funduszu Andrey Grigoriev w komentarzu do TASS 9 lipca 2019 r. Tkanina została stworzona przy użyciu technologii otrzymywania ultracienkich włókien metodą elektroprzędzenia.
Ponadto rosyjskim naukowcom udało się opracować inteligentne materiały podobne do tych opisanych na początku artykułu: przepuszczają powietrze i parę wodną, ale zatrzymują cząstki aerozolu. FPI poinformowało, że prace nad tkaniną prowadzone są wspólnie z Saratowskim Uniwersytetem Państwowym.
informacja