211service.com
„Smart Dust Senses“ biologiniai ginklai
Ar kada nors pastebėjote vabalo sparno blizgesį? Jei turite, tikriausiai jus sužavėjo neįprastas jo vaivorykštis. Nepaisant to, ką mato jūsų akis, ta spalva nėra natūrali. Vabalai neturi pigmento, sako Michaelas Sailoras, Kalifornijos universiteto San Diego chemijos ir biochemijos katedros profesorius. Vietoj to, jis aiškina, spalvą sukuria dvi kitos savybės: optiniai trukdžiai – tas pats reiškinys, atsirandantis už vaivorykštės spalvų ir muilo burbulų – ir sudėtingos sparno paviršiaus struktūros.
Dirbtinai mėgdžiodamas šį reiškinį, Sailor ketina padaryti daugiau nei vaivorykštes. Gavęs Gynybos pažangių tyrimų projektų agentūros (DARPA) finansavimą, jis siekia, kad vaivorykštės spalvos nanodalelės taptų pirštų atspaudais, kuriuos būtų galima pridėti prie sprogmenų ir kitų cheminių medžiagų, kad būtų galima atsekti bombą ar nelegalų narkotiką iki vieno gamintojo. . Jis taip pat stengiasi, kad dalelės atspindėtų būdingas spalvas, kai jos ore ar vandenyje susiduria su specifiniais patogenais, kad sukurtų pigų, vienkartinį jutiklį, skirtą cheminiams ir biologiniams ginklams aptikti.
Norėdamas pagaminti daleles, kurias Sailor vadina išmaniosiomis dulkėmis, pirmiausia jis sukuria filtrą šviesai maždaug ketvirčio dydžio silicio plokštelės paviršiuje. Jis deda plokštelę į laidų tirpalą, o tada elektrochemiškai korozuoja ją kintamąja srove. Sailor sako, kad kai [korozija] gręžiasi į silicį, jis susitraukia ir vėl atsidaro, tada susikerta ir vėl atsidaro. Rezultatas yra subtiliai išgraviruotas lygiagrečių maždaug dviejų nanometrų skersmens porų tinklas. Naudodamas ultragarso vibraciją, Sailor susmulkina plokštelę į maždaug plauko pločio daleles.
Išsklaidytos ore ar vandenyje, paprastos dulkių dalelės išsklaido šviesą visomis kryptimis. Tačiau apšviestos lazeriu, Sailor aiškina, išmaniosios dulkės atrodo visai kitaip. Jis sako, kad gausite vieną aštrų, labai tikslų šviesos bangos ilgį tam tikru kampu, įeinant ir atsimušant nuo paviršiaus. Gautos spalvos yra neįtikėtinai ryškios, stiprios [ir] labai atspindinčios. Keisdamas srovę, proceso trukmę ir tirpalo sudėtį, „Sailor“ gali sukurti filtrus, išgaunančius milijonus specifinių spalvų. Kiekvieną spalvą lemia tų sudėtingų silicio sluoksnių lūžio rodiklis. Sailor sako, kad lūžio rodiklis yra tarsi brūkšninis kodas, kurį lazeris gali nuskaityti, kad nustatytų dulkių sudėtį.
Jūreivio darbas sulaukė DARPA susidomėjimo dėl savo mūšio lauko ir kovos su terorizmu programų. Dalelės gali būti pritvirtintos kaip žyma ant tam tikrų bombų gamybos medžiagų, kad sprogus bombai tyrėjai galėtų nuskaityti nusikaltimo vietą, ar nėra konkrečių išmaniųjų dulkių dalelių. Sailor sako, kad dauguma dalykų, kurie naudojami teroristinėje veikloje, yra nukreipti nuo teisėtų tikslų. Jei skirtingi gamintojai naudotų unikaliai koduotas išmaniąsias dulkes, sprogimo vietoje rastų dulkių tipas parodytų, kur buvo įsigytos bombos medžiagos, ir padėtų nustatyti bombą pagaminusių teroristų tapatybę.
Panaši taktika gali būti naudojama siekiant susekti medžiagas, naudojamas kuriant nelegalius narkotikus. Sailor sako, kad prekiautojai ir nelegalūs gamintojai perka vadinamuosius pirmtakus iš teisėtų cheminių medžiagų sandėlių. Jei tos priemonės būtų apdorojamos skirtingai koduotomis išmaniosiomis dulkėmis, jis sako, kad atsekti vaistą iki pradinio sandėlio, o paskui iki pirkėjo būtų daug lengviau.
Nors išmaniosios dulkės gali būti unikalus cheminis pirštų atspaudas, jos gali būti dar naudingesnės kaip jutiklis, sako Sailor. Taip yra todėl, kad esant tam tikroms cheminėms medžiagoms, dalelės gali skirtingai atspindėti šviesą – tai pokytis, galintis nustatyti cheminius ir biologinius teršalus, įskaitant taršą ir biologinius ginklus.
Kaip demonstraciją, Sailor užkodavo dulkes, kad aptiktų MTBE – priedą benzine. Sailor sako, kad MTBE biologiškai nesunaikinamas, todėl patekęs į žemę jis ten pasilieka ir gali lengvai patekti į geriamąjį vandenį. Bendrovė „Trex Industries“ licencijavo procesą ir kuria teršalų ir pesticidų stebėjimo technologiją.
Toksiškos nervus paralyžiuojančios medžiagos, tokios kaip Sarinas, cheminė medžiaga, naudojama Tokijo metro atakoje, kurią vykdė Aum Shinrikyo kultas, yra ypač jautrios išmaniosioms dulkėms. Kadangi pesticidai, tokie kaip DDT, yra chemiškai panašūs į nervines dujas, Sailor teigia, kad daleles galima paruošti ir jas aptikti.
Išmaniąsias dulkes galima panaudoti keliais būdais. Aplinkosaugos tikslais Sailor teigia, kad dulkes galima pabarstyti ant sienų arba užtepti dažais, kuriais dengiami paviršiai. Apdorotas paviršius tada užsidegtų, kai, pavyzdžiui, dujų garai pasieks nepageidaujamą lygį ore aplink naftos perdirbimo įrenginį. Jis sako, kad koviniuose scenarijuose būtų lengva nupiešti [drono] sparnus dulkėmis, perskraidinti jį per orą, kuriame gali būti nervus paralyžiuojančių medžiagų, ir pataikyti lazeriu iš saugaus atstumo. Teroristinėse situacijose, tokiose kaip Pasaulio prekybos centras, Sailor sako, kad robotai gali būti nudažyti dulkėmis, įrengti savikontrolės kamerą ir išsiųsti į sugriuvusį pastatą, kad aptiktų gamtinių dujų nuotėkį. Panaši taktika galėtų būti naudojama aptikti mirtinus agentus, tokius kaip juodligė, kurie galėjo užteršti pastatą.
Šiuo metu dulkės negali būti aptiktos lazeriu iš didesnio nei 25 metrų atstumo. Tai nėra aplinkosaugos problema, tačiau tai yra pagrindinė kliūtis naudojant mūšio lauką. Taigi Sailor ir jo komanda stengiasi, kad dulkes būtų galima aptikti nuo kilometro ar daugiau, ir sako, kad tai gali pasisekti per metus. Jie taip pat stengiasi užtikrinti, kad išmaniosios dulkės išlaikytų savo savybes atšiauriomis lauko sąlygomis ar net sprogus. Jei jam pasiseks, Sailor sukurs visą paketą: dulkės, kurios yra protingos ir kietas.