Kariniai mišiniai „Išmaniosios“ dangos

Šį mėnesį per Kuveitą burzgia Jungtinių Valstijų armijos tankų kolonos ir vėl pasiruošusios vaidinti pagrindinį vaidmenį kare su Iraku. Tačiau prieš iššaunant vieną šūvį, tie tankai jau yra užrakinti mūšyje su senais priešais: plaka dykumos smėlį, svilina saulę ir net patį orą.

Kiekvienais metais korozijos ašis JAV armijai kainuoja 10–2 milijardus dolerių vien už dažymą ir grandymą, daug darbo reikalaujantį darbą, kuris yra pavojingas žmonėms ir aplinkai. Taigi praėjusį rudenį armijos tankų-automobilių ir ginkluotės vadovybė, ginkluotės tyrimų, plėtros ir inžinerijos centras (TACOM-ARDEC) Picatinny arsenale, NJ paprašė tyrėjų koalicijos iš Naujojo Džersio technologijos instituto, Klemsono universiteto ir Kalifornijos universiteto. Ilinojaus valstija turi ką nors padaryti. Komanda jiems skyrė 838 000 USD ir pažadėjo iki 1,5 mln. USD daugiau, kad surastų medžiagas, kurios derintų savaiminio gijimo savybes su galimybe keisti spalvą ir pajusti struktūrinius pažeidimus ar aplinkos pokyčius. Danas Wattsas, NJIT programai vadovaujantis žmogus, teigia, kad jų tyrimus paskatino netikėtai sparčiai savaime gyjančių polimerų ir elektronikos, pagamintos iš anglies nanovamzdelių, pažanga, kuri peržengia įdomių akademinių spekuliacijų sritį ir priartėja prie ekonominio praktiškumo.

Tinkamo mišinio radimas

Jau keletą metų medžiagų tyrinėtojai ieškojo savaime gyjančių polimerų, kuriuos būtų galima pritaikyti paviršiams, pavyzdžiui, pramoninėms mašinoms, ir kurie būtų atsparūs laikui bėgant vykstančiam gedimui (žr. Nano biomedžiagos , TR, 2002 m. lapkritis). Tačiau dar niekas nerado medžiagos, kuri galėtų pakartotinai pasitaisyti, veiktų kaip plona danga, būtų saugoma metų metus, o kariniams tikslams – atspari cheminėms medžiagoms. Tuo tikslu Picatinny grupė ieškojo Nancy Sotto, Ilinojaus universiteto Urbana-Champaign mechanikos profesorės. Sotto laboratorija sukūrė epoksidinę dervą su mikronų dydžio kapsulėmis, kurios sprogsta, kai susidaro įtrūkimai, ir greitai juos užsandarina. ( Spustelėkite animaciją .) Svarbiausia, kad tai būtų gaminys, yra tinkamumo laikas, sako Sottos. Šiuo metu mes juos sumaišome ir iš karto sulaužome.

Be savaime pasitaisančių savybių, idealioje kariuomenės išmaniojoje dangoje taip pat turi būti nanoskalės įtaisai, kurie aptiktų koroziją – galbūt, sako Watts, pajutę medžiagos judėjimą.

Norint pajusti jo aplinką, gauti komandas ir skleisti spalvos pokyčius iš vienos molekulės į kitą, dangoms reikės laidų. Clemson mokslininkai mano, kad anglies nanovamzdeliai gali pasitarnauti; jie užpildo vamzdelius geležimi, kad sukurtų elementarias grandines, nors vis dar neaišku, ar šis mažos galios metodas gali sukurti armijai reikalingą spalvų gamą. Grįžę į Naujojo Džersio technologijos institutą, jų bendradarbiai stengiasi valdyti nanovamzdelius elektra, šviesa ir lazeriu, sako Josephas Argento, armijos pramoninės ekologijos centro Picatinny pavaduotojas.

Bendradarbiaujant tiriamos mikroelektromechaninės sistemos (MEMS), kurios tiriamos kitur Picatinny, nors abejojama, ar mikroskopinės mašinos suteiks tinkamą mišinį išmaniosioms dangoms. Tai vis dar seksuali technologija, sako Laura Battista, „Picatinny“ aplinkos inžinierė, dirbanti su išmaniosiomis dangomis. Tačiau šiuo metu nieko nėra nuo lentynos. Tačiau MEMS gali būti naudinga ekranuose, dėl kurių transporto priemonės nematomos palydovams, teigia šie mokslininkai.

Galutinis tikslas, pasak Wattso, yra ant jo paviršiaus parodyti transporto priemonės aplinkos vaizdą. Tačiau čia yra viena problema: norint, kad klaidingas vaizdas įtikinamai susilietų, gali tekti pritvirtinti kamerą šalia stebėtojo – šiuo atveju priešo. Watts teigia, kad armija gali pasitenkinti antruoju geriausiu chameleono efektu, kuris greitai keičiasi iš vieno modelio į kitą.

Apverskite jungiklį ir nudažykite namą

Mokslininkai teigia, kad išmaniosios dangos bus pritaikytos ne tik kariuomenėje. Wattsas įsivaizduoja korozijai atsparius automobilius, kuriuos galima pritaikyti vietoje, programuojamus reklaminius skydelius ir spalvą keičiančius audinius. Pastatų išorę būtų galima pertvarkyti vienu jungiklio paspaudimu. Argento sako, kad automobilių įmonės kuria savaime gydančius buferius. Galite tik įsivaizduoti, ką ši danga galėtų padaryti pastatams ir tiltams, kurių korozijai nereikia jaudintis, priduria jis.

Nepaisant didžiulių kliūčių, mokslininkai siekia sukurti prototipą jau 2005 m. (nors galbūt net 2009 m.), jei pinigų pakaks. Komponentai, tokie kaip savaime gyjantys klijai, kurie nėra veikiami elementų, gali būti pristatyti anksčiau. Mes kuriame gerą, tvirtą techninį pagrindą, kuris rodo, kad tai turėtų būti įmanoma, sako Wattsas. Kol kas nežinoma, kaip visa tai bus integruota.

paslėpti