Говорят, что у солдат будущего появится сверхлегкий комбинезон, который не только обеспечит защиту от влаги, пуль и взрывов, но и будет контролировать состояние здоровья солдата и поможет ему ориентироваться на местности. Думаете, фантастика? А вот и нет – ученые из Массачусетского технологического института уже вовсю работают над суперновым обмундированием.Массачусетский технологический институте – однин из ведущих научно-исследовательских университетов мира. Именно там с 2002 года функционирует Институт солдатских нанотехнологий. Цель работы института – развитие и внедрение нанотехнологий в обеспечение армии, чтобы в конечном итоге значительно снизить число жертв среди солдат при ведении военных действий.
Программа максимум – создание «армии XXI века», снабженной высокотехнологичным снаряжением, которое совмещает в себе высокую функциональность, легкий вес и комфортность в использовании. Это должен быть нетолстый, но пуленепробиваемый комбинезон, способный отслеживать состояние здоровья, облегчать боль при повреждениях и мгновенно реагировать на действие химических и биологических реагентов.
Разумеется, в наше время эта картина выглядит фантастической, но в долгосрочной перспективе использование нанотехнологий может сделать ее реальной. Такое обмундирование смогло бы защитить солдат и от вражеского оружия, и от угроз окружающей среды. Мало того, такой комбинезон мог бы вовремя диагностировать естественные болезни!
Как полагают специалисты института, самый верный подход к созданию «обмундирования будущего» - это нанотехнологии. С одной стороны, в самой их идее заложена концепция миниатюризации оборудования, ключевого аспекта для снижения его веса. Уже сегодня, например, большой радиопередатчик, который нужно носить через плечо на ремне, уступает место «бирке» размером с пуговицу на воротнике.
Традиционный непромокаемый плащ-палатка может быть заменен сверхтонким перманентным покрытием, которое можно нанести не только на одежду, но и на все вещи солдата. Кроме того, наномир живет по физическим законам, отличным от ньютоновских принципов макромира, поэтому потенциально в его условиях могут быть разработаны материалы и устройства с очень необычными свойствами.
Ученые института пытаются модифицировать поверхность обычных текстильных материалов с помощью нанослоев с заданными свойствами. Практически не увеличивая вес ткани, такие слои могут придать ей устойчивость перед угрозами агрессивной внешней среды. Кроме того, исследователи пытаются внедрять в поверхности так называемые квантовые точки – наноразмерные частицы полупроводников, свойства которых зависят от их размера, состава и морфологии. Их использование открывает возможности к созданию сверхлегких детекторов света, светоизлучателей и устройств хранения информации.
Интегрированные в одежду солдата и связанные в единую систему, эти устройства могут помочь ему лучше ориентироваться в незнакомой среде. Кроме того, квантовые точки могут работать как сенсоры, распознающие состав среды, что важно для контроля состояния солдата, а также обнаружения химического и биологического оружия.
Интегрирование в обмундирование устройств, постоянно контролирующих состояние здоровья солдата – это одно из важнейших направлений работы ученых. Они разрабатывают полимерные материалы с переменной гибкостью, которые в нужный момент могут стать шиной при переломах или ограничителем движения при повреждениях головы или шеи.
Дальнейшее развитие этих технологий предполагает развитие методов оперативной диагностики опасных для жизни состояний и создание автоматической системы лечения – нанесения лекарственных препаратов на раны. Для этого разрабатываются волокна, содержащие бактерицидные и противовоспалительные вещества, которые они могут выделять при необходимости максимально оперативно и в условиях боя.
В это фантастическое обмундирование также можно внедрить тонкие пленки белков, стимулирующих рост и заживление тканей. Методы разработки таких средств – объединение биоинформатики, генной инженерии, дизайна наноструктурированных материалов, синтез полимеров. Проект также включает в себя усовершенствование методов посттравматического восстановления солдат, в частности, нанодоставку лекарств в мозг перенесшего черепно-мозговую травму.
Современные войны весьма смертоносны. Учитывая это, институт ведет исследования воздействия взрывов и осколочных ранений на мозг человека и другие ткани, а также разработку материалов, способных защитить организм от его опасных последствий – сверхлегких высокопрочных полимеров.
Ну и разумеется, ученые совершенствуют методы детектирования опасных химических и биологических агентов в окружающей среде, а также методы защиты организма от их воздействия. Специальное подразделение развивает возможности создания мультифункциональных материалов и устройств, совмещающих в себе все описанные выше важные свойства – от оптофизических до медицинских.
