การปฏิวัติเทคโนโลยีทางทหาร คำเหล่านี้เกี่ยวข้องกับอาวุธพิเศษ แท็งก์เลเซอร์ ซอฟต์แวร์รุ่นใหม่ ปัญญาประดิษฐ์เป็นหลัก อย่างไรก็ตาม ในอนาคตอันใกล้นี้ อุตสาหกรรมการทหารกำลังรอการทำรัฐประหารในแง่ของการทดแทนที่น้อยกว่า แต่ก็มีความสำคัญไม่น้อยไปกว่า - ในเครื่องแบบทหาร กองทัพของโลกกำลังเปิดตัวเครื่องแบบทหารใหม่ทั้งหมด
สันนิษฐานว่ารูปแบบ "ฉลาด" จะเริ่มปรากฏในกองทัพของประเทศต่างๆ ในอีก 7-10 ปีข้างหน้า ปัจจุบัน หลายประเทศมีส่วนร่วมในการพัฒนาผ้าและเสื้อผ้าไฮเทค
ผ้า "ฉลาด" ตามเงื่อนไขสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภท:
1. แบบพาสซีฟ ในกรณีนี้ เนื้อหาจะรวบรวมและส่งข้อมูลสำหรับการดำเนินการที่ตามมาต่อผู้ใช้เท่านั้น
2. ใช้งานอยู่ ในกรณีนี้ ผ้าไฮเทคไม่เพียงแต่รับข้อมูลเท่านั้น แต่ยังตอบสนองด้วย ข้อมูลบางส่วนจะถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ซึ่งให้สัญญาณเพื่อกำหนดการทำงานตามอัลกอริธึมที่กำหนด
3. โต้ตอบ Smart Fabric ไม่เพียงแต่รวบรวมข้อมูลเท่านั้น แต่ยังตอบสนองและปรับเปลี่ยนตามการเปลี่ยนแปลงภายนอกอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ชุดเกราะและแผ่นป้องกันที่สร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีเหล่านี้ จะสามารถฟื้นฟูลักษณะความแข็งแกร่งของพวกมันในระหว่างการต่อสู้ หรือวัสดุของเครื่องแบบอาจแข็งตัว เช่น เฝือกสำหรับแขนขาที่หัก
มีความต้องการผ้าอัจฉริยะมากมาย
มีข้อกำหนดที่จริงจังหลายประการสำหรับรูปแบบที่มีแนวโน้มของคนรุ่นใหม่ ตัวอย่างเช่น ในอีกด้านหนึ่ง มันจะเป็น "การหายใจ" แต่อีกด้านหนึ่ง มันถูกออกแบบมาเพื่อป้องกันอันตรายเช่นไวรัสและอาวุธเคมี อะไรคือสาเหตุของข้อกำหนดเหล่านี้?
ประการแรก ชุดป้องกันทางชีวเคมีที่ทันสมัยเป็นรูปแบบที่ไม่สะดวกอย่างยิ่งในสนามรบ พวกมันเทอะทะและปิดผนึกอย่างผนึกแน่น ร่างกายของทหารมีเหงื่อออกมากเนื่องจากปัจจัยหลัง อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องก็ไม่สะดวกเช่นกัน ความร้อนสูงเกิน อ่อนล้า … ประสิทธิภาพของกองทหารที่ปฏิบัติการในชุดดังกล่าวลดลงเนื่องจากความเหนื่อยล้าของทหาร การฟุ้งซ่านต่อความไม่สะดวกในชีวิตประจำวัน
วิธีแก้ปัญหานี้คืออุปกรณ์ป้องกันที่ "หายใจ": ช่วยให้อากาศผ่านและโดยเฉพาะอย่างยิ่งช่วยให้ไอน้ำสามารถหลบหนีได้ เป็นผลให้เหงื่อซึ่งเป็นกลไกหลักของการระบายความร้อนของร่างกายมนุษย์สามารถระเหยได้ อย่างไรก็ตาม กลไกดังกล่าวจะต้องปิดกั้นสารเคมีและสารชีวภาพ และนี่คือสิ่งที่เรียกว่าเทคโนโลยีเข้ามาเล่น "ผิวที่สอง". แต่จริงๆ แล้วเทคโนโลยีนี้เป็นเพียงองค์ประกอบหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงที่ปฏิวัติวงการในรูปแบบสมัยใหม่ เรากำลังพูดถึงผ้าที่มีคาร์บอนนาโนทิวบ์
ความกว้าง - น้อยกว่า 5 นาโนเมตร
คาร์บอนเป็นหนึ่งใน "วัสดุก่อสร้าง" ที่เป็นที่ต้องการตัวมากที่สุดและเป็นที่รู้จักกันดีในด้านเคมี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เคมีอินทรีย์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการใช้องค์ประกอบเฉพาะของตารางธาตุนี้
อย่างไรก็ตาม เป็นเพราะความสามารถในการทำหน้าที่เป็นไปป์ไลน์ได้อย่างแม่นยำ Anne M. Stark จาก Livermore National Laboratory เขียนไว้ Lawrence (University of Berkeley, USA) นักวิจัยกำลังพัฒนาผ้าที่มีเยื่อบางๆ ซึ่งรวมถึงท่อนาโนคาร์บอน
ท่อนาโนมีขนาดเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นผมมนุษย์ห้าพันเท่าพวกเขาให้ช่องทางที่อากาศและไอน้ำสามารถผ่านไปได้ แต่ยังปิดกั้นสารชีวภาพ
- สตาร์คพูดว่า: คำพูดของเธอถูกยกมาโดย news.com.ua
นอกจากนี้ บริษัทเทคโนโลยีที่เชี่ยวชาญด้านการบินและอวกาศและความปลอดภัยระดับโลก (เช่น Northrop Grumman) กำลังให้ทุนสนับสนุนการวิจัยในด้านนี้อย่างแข็งขันร่วมกับห้องปฏิบัติการทางวิชาการและของรัฐบาล
การใช้ท่อนาโนคาร์บอนไม่ได้จำกัดอยู่แค่เทคโนโลยีผิวหนังชั้นที่สองเท่านั้น นักพัฒนาเห็นการใช้งานอย่างแพร่หลายในนวัตกรรมอื่นๆ รวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่น ส่วนประกอบขั้นสูงด้านอวกาศ และแม้แต่การพัฒนาศักยภาพของลิฟต์อวกาศ
คาร์บอนดึงดูดนักวิทยาศาสตร์มาอย่างยาวนาน
ศักยภาพของคาร์บอนดึงดูดนักวิทยาศาสตร์มาอย่างยาวนาน พวกเขาได้รับท่อนาโนที่แท้จริงเป็นครั้งแรกในปี 2534 สร้างขึ้นจากอะตอมของคาร์บอนที่ถูกผูกมัดด้วยการใช้เทคโนโลยีที่เหมาะสม หลอดสามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับวัสดุที่มีรูพรุนขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของอะตอมแต่ละอะตอมเพียงหลายเท่า
แม้แต่ไวรัสก็ยังมีขนาดใหญ่เกินกว่าจะเจาะเนื้อเยื่อดังกล่าวได้ ในเวลาเดียวกัน อากาศและไอน้ำผ่านได้อย่างอิสระจนผ้า "หายใจ" ได้ดีกว่าผ้าเชิงพาณิชย์ยอดนิยมอย่าง Gore-Tex
ในขณะเดียวกัน สารเคมีก็มีขนาดกะทัดรัดกว่าและสามารถลื่นผ่านท่อนาโนได้ การแก้ปัญหาคือการทำให้นาโนทิวบ์ฉลาดขึ้นโดยจัดให้มีกลุ่มโมเลกุลที่ทำหน้าที่ทำหน้าที่เป็นผู้เฝ้าประตูเพื่อป้องกันภัยคุกคาม Quang Jen Woo หัวหน้าทีมของ Livermore กล่าวว่า : ดังนั้นชื่อที่กล่าวถึงข้างต้น
ดังนั้น เนื้อเยื่อจะสามารถปิดกั้นสารเคมี เช่น ก๊าซมัสตาร์ด แก๊สประสาท GD และ VX สารพิษ เช่น สแตไฟโลคอคคัส เอนเทอโรทอกซิน และสปอร์ทางชีวภาพ เช่น แอนแทรกซ์
- เน้นเจนวู
เนื้อหาที่คล้ายกันนี้ได้รับการพัฒนาโดยสำนักวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีร่วมของสำนักงานลดภัยคุกคามด้านกลาโหมสหรัฐฯ เพนตากอนได้ประกาศถึงรูปลักษณ์ที่เป็นไปได้ของผ้าอัจฉริยะตัวใหม่ในเดือนธันวาคม 2559: ข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งนี้ถูกเผยแพร่โดยพอร์ทัล Forces Network
การใช้ท่อนาโนยังให้มุมมองอื่นๆ ที่น่าสนใจอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อุปกรณ์ของทหารในอนาคตบ่งบอกว่าองค์ประกอบอัจฉริยะที่ยืดหยุ่นจะถูกสร้างขึ้นในชุดเครื่องแบบ ซึ่งจะวินิจฉัยสุขภาพของทหารแบบเรียลไทม์ นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาวิธีที่จะแบ่งเบาระบบการต่อสู้ที่มีแนวโน้มดีด้วยการผสมผสานองค์ประกอบต่างๆ เข้ากับเครื่องแบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาสนใจในความสามารถในการกำจัดสายไฟและให้ทั้งการรับส่งข้อมูลความเร็วสูงและกำลังส่งไปยังอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ท่อนาโนคาร์บอนเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการพัฒนาโปรเซสเซอร์ที่ยืดหยุ่น อย่างไรก็ตาม ความสนใจของนักวิจัยไม่เพียงแต่มุ่งความสนใจไปที่พวกเขาเท่านั้น
John Ho รองศาสตราจารย์ที่ Institute of Health Innovation and Technology ที่ National University of Singapore (NUS) และ NUS Engineering ได้พูดคุยกับ Futurity เกี่ยวกับวิธีที่ทีมของเขาจัดการสร้างผ้าอัจฉริยะที่สามารถใช้เป็นตัวนำสัญญาณสำหรับอุปกรณ์สวมใส่ได้หลายเครื่อง อุปกรณ์ในเวลาเดียวกัน บทความนี้เผยแพร่เมื่อวันที่ 29 กรกฎาคมปีนี้
ปัจจุบัน อุปกรณ์ส่วนใหญ่ใช้ Bluetooth และ Wi-Fi ในการสื่อสารแบบไร้สาย อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีเหล่านี้ระบายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออกอย่างรวดเร็ว ซึ่งไม่เป็นที่ยอมรับสำหรับทหารในการปฏิบัติการรบ กองทัพสหรัฐฯ ได้คำนวณว่าค่าใช้จ่ายของเครื่องชาร์จแบตเตอรี่อาจเกินค่ากระสุนอาวุธขนาดเล็ก เนื่องจากกองทัพต้องการเปลี่ยนแบตเตอรี่ด้วยแบตเตอรี่ก้อนใหม่ในภารกิจ
Metamaterials
ในการสร้างผ้าไฮเทคใหม่ในสิงคโปร์ มีการใช้วัสดุที่เรียกว่า metamaterials สร้างขึ้นเทียมและมีดัชนีการหักเหของแสงเชิงลบ พวกมันมีคุณสมบัติทางไฟฟ้า แม่เหล็ก ออปติคัลและอื่น ๆ ที่เป็นเอกลักษณ์
Metamaterials สามารถสร้างสิ่งที่เรียกว่า"คลื่นพื้นผิว" ซึ่งสามารถส่งข้อมูลด้วยพลังที่น้อยกว่าโปรโตคอลสมัยใหม่ถึง 1,000 เท่า นอกจากนี้การส่งสัญญาณดังกล่าวยังเสี่ยงต่อการถูกแฮ็กน้อยกว่า - ข้อมูล "เดินทาง" 10 ซม. จากร่างกาย - ใน Bluetooth และ Wi-Fi มันสามารถ "บิน" ไปยังระยะทางหลายสิบเมตร
เสื้อผ้าสมาร์ทที่สร้างขึ้นมีความทนทานมาก มันสามารถพับและงอได้โดยสูญเสียความแรงของสัญญาณน้อยที่สุด และแถบนำไฟฟ้าสามารถตัดหรือแตกได้โดยไม่จำกัดความสามารถไร้สาย สามารถซัก ตาก และรีดเสื้อผ้าได้ในลักษณะเดียวกับเสื้อผ้าทั่วไป
รูปแบบอัจฉริยะดังกล่าวสามารถใช้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพและสุขภาพของนักสู้ ลดระดับเสียงในหูฟัง และพิมพ์ข้อความ สิทธิบัตรได้รับการจดทะเบียนแล้วและมีการสร้างตัวอย่างผ้า
สิ่งที่น่าสนใจที่สุดคือเทคโนโลยีนี้สามารถใช้ร่วมกับตัวอย่างเครื่องแบบที่มีอยู่ได้ เลเซอร์ใช้สำหรับตัดและเย็บ และวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเองซึ่งเป็นแถบที่ติดจากด้านในไปยังเครื่องแบบโดยใช้กาวผ้านั้นมีราคาถูก มีค่าใช้จ่ายไม่กี่ดอลลาร์ต่อเมตรและสามารถจำหน่ายเป็นม้วนสำหรับใช้ในอุตสาหกรรม
คาร์บอนที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้มีรูปแบบอื่นที่รู้จัก: กราฟีน หากท่อนาโนอยู่ในรูปของเฟรมเวิร์ค กราฟีนก็จะแบน ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนที่ก่อตัวเป็นโครงตาข่าย สำหรับการเปิดตัว ผู้สำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัยรัสเซีย Andrei Geim และ Konstantin Novoselov ได้รับรางวัลโนเบล การใช้กราฟีน นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย RMIT ในเมลเบิร์น ประเทศออสเตรเลีย สามารถพัฒนาวิธีการที่มีประสิทธิภาพและปรับขนาดได้สำหรับการผลิตสิ่งทออย่างรวดเร็วซึ่งรวมอุปกรณ์กักเก็บพลังงานไว้ด้วย
ผ้ากันน้ำอัจฉริยะรุ่นต่อไปจะพิมพ์ด้วยเลเซอร์และผลิตในไม่กี่นาที นี่คืออนาคตที่นักวิจัยที่อยู่เบื้องหลังเทคโนโลยีใหม่ในการพัฒนาสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์เป็นตัวแทน ในขั้นตอนทดลองใช้งาน วิธีการนี้จะช่วยให้คุณสร้างตัวอย่างผ้าอัจฉริยะขนาด 10x10 ซม. เนื้อผ้ากันน้ำ ยืดหยุ่นได้ และผสานรวมกับเทคโนโลยีกักเก็บพลังงานได้อย่างง่ายดาย
เลเซอร์แทนช่างเย็บ
เทคโนโลยีนี้ช่วยให้สามารถใช้การพิมพ์ด้วยเลเซอร์เพื่อนำซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ของกราฟีนไปใช้กับสิ่งทอได้โดยตรง เป็นแบตเตอรี่ทรงพลังและทนทานที่สามารถใช้ร่วมกับพลังงานแสงอาทิตย์หรือแหล่งพลังงานอื่นๆ ได้อย่างง่ายดาย ในอนาคต วิธีการนี้ทำให้สามารถสร้างสิ่งทออัจฉริยะในม้วนได้อย่างรวดเร็ว
Dr. Litty Tekkakara นักวิจัยจาก RMIT School of Science เน้นย้ำว่าสิ่งทออัจฉริยะที่มีเทคโนโลยีการตรวจจับในตัว การสื่อสารไร้สาย หรือการตรวจสุขภาพต้องการโซลูชันด้านพลังงานที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้
แนวทางสมัยใหม่ในการจัดเก็บพลังงานอัจฉริยะในอุตสาหกรรมสิ่งทอ เช่น การต่อแบตเตอรี่เข้ากับเสื้อผ้าหรือการใช้เส้นใยอิเล็กทรอนิกส์ อาจเป็นเรื่องยุ่งยากและยุ่งยาก และมีปัญหาด้านประสิทธิภาพ
- แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับสถานการณ์ของ Tekkakar ต่อนิตยสาร Science Daily เมื่อปลายเดือนสิงหาคมปีนี้
ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้อาจไวต่อการลัดวงจรและความเสียหายทางกลเมื่อสัมผัสกับเหงื่อหรือความชื้นจากสิ่งแวดล้อม ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ที่ใช้กราฟีนของเราไม่เพียงแต่ล้างทำความสะอาดได้เท่านั้น แต่ยังเก็บพลังงานที่จำเป็นสำหรับการจ่ายพลังงานให้กับเสื้อผ้าอัจฉริยะ และสามารถผลิตได้ในปริมาณมากในเวลาไม่กี่นาที
ด้วยการจัดการกับความท้าทายของการจัดเก็บพลังงานในสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์ เราหวังว่าจะสร้างเทคโนโลยีสวมใส่ได้และเครื่องแบบไฮเทครุ่นใหม่
ในขณะนี้ ด้วยความช่วยเหลือของการวิจัย ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าวัสดุนี้มีความทนทานต่ออุณหภูมิและการซักที่หลากหลาย คุณสมบัติของวัสดุยังคงมีเสถียรภาพ
แนวคิดนี้ได้รับการกล่าวถึงในที่สาธารณะตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 2000
การทดสอบฟอร์ม "อัจฉริยะ" เริ่มขึ้นเมื่อนานมาแล้ว แนวคิดสำหรับการใช้งานได้รับการตีพิมพ์ในปี 2548 และในเดือนเมษายน 2555 Intelligent Textiles ของ Surrey ได้แสดงรูปแบบที่น่าสนใจในงานที่จัดโดย Center for Defense Enterprises (CDE) บริษัทได้จดสิทธิบัตรเทคนิคมากมายสำหรับการทอผ้าที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่ซับซ้อน ผ้าอิเล็กทรอนิกส์สามารถจัดหาชุดเครื่องแบบที่มีแหล่งพลังงานและการส่งผ่านจากส่วนกลางเพียงแหล่งเดียว ซึ่งขจัดสายเคเบิลและสายไฟที่ยุ่งยากส่วนใหญ่
ระบบช่วยให้ถ่ายโอนข้อมูลและพลังงานได้แม้ว่าเนื้อเยื่อจะเสียหาย ซึ่งแตกต่างจากเทคโนโลยีที่ใช้สายเคเบิล
เรามีผ้าที่ฝังอยู่ในเสื้อกั๊ก เสื้อเชิ้ต หมวกกันน็อค กระเป๋าเป้ และถุงมืออาวุธ สิ่งนี้ทำให้เราสร้างเครือข่ายที่ถ่ายโอนพลังงานและข้อมูลไปยังที่ที่เราต้องการ
Asha Thompson ผู้อำนวยการ Intelligent Textiles กล่าวกับ BBC News
จากนั้นบริษัทได้รับเงินประมาณ 240,000 ปอนด์เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีต่อไป บริษัทยังได้พัฒนาคีย์บอร์ดแบบผ้าสำหรับใช้กับแล็ปท็อป ซึ่งมีแผนที่จะรวมเข้ากับชุดเครื่องแบบ
ตลาดทั่วโลกสำหรับผ้าอัจฉริยะกำลังเติบโต
การวิจัยตลาดในอนาคต ซึ่งคาดการณ์ว่าภาคส่วนของตลาดนี้จนถึงปี 2023 ตั้งข้อสังเกตว่าตลาดทั่วโลกสำหรับผ้าอัจฉริยะสำหรับการใช้งานทางทหารจะเกินเครื่องหมาย 1.7 พันล้านดอลลาร์ภายในวันนั้น
นักวิเคราะห์ระบุว่า สหรัฐฯ กำลังทำงานส่วนใหญ่ในทิศทางนี้ แต่ประเทศในเอเชีย เช่น อินเดียและจีน พร้อมที่จะลงทุนในภาคส่วนนี้
รัสเซียกำลังพัฒนาตัวเอง
รัสเซียยังไม่พร้อมที่จะยืนหยัดเคียงข้าง ช่องทีวี Zvezda รายงานการใช้ผ้าอัจฉริยะในชุดอุปกรณ์ที่มีแนวโน้มสำหรับ "ทหารแห่งอนาคต" ของรัสเซีย "Ratnik-2" โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แบบฟอร์มนี้ใช้ผ้าอะรามิดชุบด้วยองค์ประกอบพิเศษจาก JSC "Kamenskvolokno" ช่องทีวี "Zvezda" พูดถึงเรื่องนี้ในเนื้อหาเกี่ยวกับชุดใหม่
ในปี 2018 Rostec นำเสนอวัสดุกิ้งก่าและในปี 2019 - เวอร์ชันแก้ไข ผ้านี้สามารถเลียนแบบภูมิทัศน์ได้ - วัสดุนี้ใช้สำหรับคลุมหมวก "นักรบ" ในการอำพรางเครื่องบินรบหรือยานพาหนะอย่างมีประสิทธิภาพ วัสดุนั้นต้องการไฟฟ้าเพียงไม่กี่วัตต์ วิศวกรจากสถาบันวิจัยและพัฒนา Technomash มีหน้าที่รับผิดชอบในการพัฒนา
สำหรับอาร์กติก กองทุนวิจัยขั้นสูง (FPI) ได้พัฒนาวัสดุพิเศษที่สามารถกักเก็บความร้อนในระหว่างการออกแรงทางกายภาพแล้วปล่อยกลับคืนมา ในแง่ของพลังงานสำรองที่สะสม ผ้าชนิดนี้มีความสามารถมากกว่าวัสดุแปลกปลอมที่มีอยู่ 3-5 เท่า Andrei Grigoriev ผู้อำนวยการกองทุนประกาศสิ่งนี้ในความคิดเห็นต่อ TASS เมื่อวันที่ 9 กรกฎาคม 2019 ผ้าถูกสร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการผลิตเส้นใยละเอียดพิเศษโดยใช้อิเล็กโตรสปินนิ่ง
นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียยังประสบความสำเร็จในการพัฒนาวัสดุอัจฉริยะที่คล้ายกับที่อธิบายไว้ในตอนต้นของบทความ โดยอนุญาตให้อากาศและไอน้ำผ่านเข้าไปได้ แต่เก็บอนุภาคของละอองลอยไว้ FPI รายงานว่างานผ้ากำลังดำเนินการร่วมกับมหาวิทยาลัยแห่งรัฐ Saratov
