kopilkaurokov.ru - сайт для учителей

Создайте Ваш сайт учителя Курсы ПК и ППК Видеоуроки Олимпиады Вебинары для учителей

Нанотехнологии в военном деле

Нажмите, чтобы узнать подробности

В современности нанотехнологии проникли уже во многие области.А как они уже применяются в военном деле разных стран.

Просмотр содержимого документа
«Нанотехнологии в военном деле»

Нанотехнологии в военном деле.



Прогресс не стоит на месте и с каждым десятилетием общество получает новую волну технического прогресса. Одно из главных на сегодняшний день направлений прогресса - это нанотехнологии. Они проявляются везде: в медицине в досуге (телевидение информационные носители) и т.д. Сейчас мы рассмотрим применение нанотехнологий в военном деле. Развитию военного комплекса в нашей стране всегда уделялось огромное внимание.

Нанотенология – наука которая способна изменить структуру предметов путем изменения их молекулярного строения. Углерод – один из главных составляющих всего живого – является главным рабочим материалом для ученых работающих с наноматериалами. Другой стороной нанотехнологии является создание образцов приборов устройств или их элементов крайне малых размеров размер одной наночастици 10-9 это дает возможность создавать маленькте самолеты разведчики приборы связи и наблюдения новые медицинские приборы.

Освоение и внедрение нанотехнологий называют третьей научно-технической революцией. Благодаря такому прорыву человек сможет создавать новый мир по своему желанию даже «конструировать» живую материю основанную на саморегуляции. В будущем нанороботы будут способны к самовоспроизведению (невольно вспомнишь писателей-фантастов которые предсказывали выход машин из-под контроля их создателей что грозило уничтожением человечества). Однако все это дело отдаленного будущего.

Наноматериалы

Графен — двумерная аллотропная модификация углерода образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом соединенных посредством spІ связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Его можно представить как одну плоскость графита отделённую от объёмного кристалла

Углеродные нанотрубки — протяжённые цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких сантиметров состоящие из одной или нескольких свёрнутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей (графенов) и обычно заканчивающиеся полусферической головкой.

Нанокристаллы - или кристалл (от греч. κρύσταλλος изначально — лёд в дальнейшем — горный хрусталь кристалл) — объект нанотехнологий на микроуровне:наночастицынанопорошки — объекты у которых три характеристических размера находятся в диапазоне до 100 нм. Идеальный нанокристалл — это трёхмерная частица совершенной структуры лишенная всех дефектов строения скорее это математический объект имеющий полную свойственную ему симметрию идеально гладкие грани и т. д.

Аэрогель - (от лат. aer — воздух и gelatus — замороженный) — класс материалов представляющих собой гель в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной. Такие материалы обладают рекордно низкой плотностью и демонстрируют ряд уникальных свойств: твёрдость прозрачность жаропрочность чрезвычайно низкую теплопроводность

Наноаккумуляторы — в начале 2005 года компания AltairNanotechnologies (США) объявила о создании инновационного нанотехнологического материала для электродов литий-ионных аккумуляторов. Аккумуляторы с Li4Ti5O12 электродами имеют время зарядки 10-15 минут.

Нано — одна миллиардная часть единого целого. Дольная приставка означающая множитель 10−9 (одна миллиардная).

Введена в обращение в 1960 году. Происходит от др.-греч. νᾶνος, nanos — «гном, карлик» Чаще всего используется для измерения времени (наносекунда) или расстояния (нанометр) в основном в компьютерах и электронике



 Фуллерены — молекулярные соединения, принадлежащие классу аллотропных форм углерода (другие — алмаз, карбин и графит) и представляющие собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из чётного числа трёхкоординированных атомов углерода.





Это технологии сегодняшнего и завтрашнего дня. Есть проекты и на более отдаленную перспективу. Например, ученые работают над тем, чтобы военная форма стала индивидуальной биосистемой. То есть мгновенно реагировала на физическое состояние солдата. Если он ранен, купировала поврежденные ткани. Если находится без сознания, включала радиомаячок, сигнализирующий о беде. Конечно, «умной» сама по себе форма не станет. На изменение физического состояния человека среагируют вмонированные в одежду миниатюрные наносенсоры и нанодатчики.

Ученые всерьез говорят о появлении в арсеналах спецслужб нанороботов для борьбы с террористами. Скажем, бандиты захватили здание и удерживают там заложников. Сейчас с террористами ведут долгие и, как правило, не приносящие результата переговоры. С появлением нанороботов ситуация поменяется кардинально. Сброшенные с самолета едва заметные глазу роботы-пылинки автоматически выберут запрограммированные цели, скажем человека с оружием или радиостанцией, а то и просто одетого в камуфляж бандита. Облепят их, проникая в незащищенные места, и синхронно выпустят «жало» – начиненные смертоносным или паралитическим веществом крошечные иглы. Если террористы не захватили заложников, против них можно будет применять т.н. боевые облака, состоящие из микроскопических роботов-бомб. Аппараты запрограммируют на взрыв в четко оговоренных условиях. Например, когда они окажутся в темном помещении или вблизи объекта с определенной температурой.

Такие же облака «умной пыли», где каждая песчинка представляет крохотную систему видеонаблюдения, откроют новые горизонты для разведки. Их разработка уже ведется в лабораториях США, Великобритании, Японии и некоторых других стран. По оценке экспертов, воздушные наношпионы могут появиться на вооружении уже через 7–10 лет. Распыленное в окрестностях объекта облако «умной пыли» станет незаметно перемещаться в его сторону. Попутно будут выбираться оптимальные места для видеонаблюдения. Облако, каждая пылинка которого представляет отдельный пиксель матрицы с интерфейсом связи с соседями, будет стремиться занять позицию для большего обзора местности. Роботы-«мошки» также установят контроль за звуками.



Броня-невидимка

Наноразработки относятся к технологиям двойного назначения. Эту область российские оборонщики осваивают сравнительно недавно и результаты работы, по понятным причинам, не афишируют. Но даже те крохи информации, что просачиваются в открытую печать, впечатляют. Представьте себе армейский камуфляж, который с помощью нанокраски делает военную форму мимикрирующей. Облаченный в нее солдат в пустыне сливается с песком, в лесу теряется в зелени, в горах – среди камней. Броня танка или бронетранспортера, изготовленная по нанотехнологиям, может стать «жидкой» – повреждения на ней «затянутся» самостоятельно. Применение так называемого аморфного кремния превратит армейские аккумуляторы в практически неиссякаемый источник электроэнергии.

    По мне­нию за­ру­беж­ных во­ен­ных экс­пер­тов, на­но­тех­но­ло­гии име­ют блес­тя­щее во­ен­ное бу­ду­щее и мо­гут ока­зать ре­ша­ю­щее вли­я­ние на раз­ви­тие во­ору­же­ния и во­ен­ной тех­ни­ки, а так­же из­ме­нить ха­рак­тер сов­ре­мен­ных бо­е­вых действий в боль­шей сте­пе­ни, чем в своё вре­мя изоб­ре­те­ние по­ро­ха. Это кос­нёт­ся на­зем­ной, ави­а­ци­он­ной, морс­кой тех­ни­ки, средств свя­зи, эки­пи­ров­ки во­ен­нос­лу­жа­щих, во­ен­но-по­ле­вой ме­ди­ци­ны.
На­и­бо­лее це­ле­нап­рав­лен­ные ис­сле­до­ва­ния в об­лас­ти при­ме­не­ния на­но­тех­но­ло­гий в во­ен­ном де­ле ве­дут­ся в США. Так в 1996 го­ду они бы­ли про­во­зг­ла­ше­ны од­ним из шес­ти глав­ных стра­те­ги­чес­ких нап­рав­ле­ний раз­ви­тия во­ору­же­ния и во­ен­ной тех­ни­ки.

    При этом сов­ре­мен­ные во­ен­ные ис­сле­до­ва­ния, про­во­ди­мые за ру­бе­жом, фо­ку­си­ру­ют­ся на сле­ду­ю­щих ос­нов­ных нап­рав­ле­ни­ях:
       – на­но­э­ле­кт­ро­ни­ка (кар­ди­наль­ное умень­ше­ние раз­ме­ров и мас­сы элект­рон­ных при­бо­ров и де­та­лей, улуч­ше­ние их тех­ни­чес­ких ха­рак­те­рис­тик);
       – на­но­ма­те­ри­а­лы (соз­да­ние ма­те­ри­а­лов, об­ла­да­ю­щих раз­лич­ны­ми уни­каль­ны­ми свой­ства­ми);
       – би­о­на­но­тех­но­ло­гии (сов­ме­ще­ние свойств жи­вой клет­ки и ис­ку­с­ствен­но­го уст­рой­ства);

  При этом ос­нов­ны­ми нап­рав­ле­ни­я­ми ис­сле­до­ва­ний яв­ля­ют­ся:
       – раз­ра­бот­ка и соз­да­ние СВЧ-при­бо­ров ди­а­па­зо­на час­тот до 100 ГТц на ос­но­ве ге­те­ро­ст­рук­тур;
       – раз­ра­бот­ка и соз­да­ние на­но­э­ле­мен­тов и при­бо­ров с ис­поль­зо­ва­ни­ем кван­то­вых эф­фек­тов, в том чис­ле с кван­то­вы­ми свя­зя­ми.
       Как по­ка­за­ли ис­сле­до­ва­ния, ис­поль­зо­ва­ние эле­ме­нт­ной ба­зы но­во­го по­ко­ле­ния с раз­ме­ра­ми ак­тив­ных эле­мен­тов, мень­ши­ми 0,1 мкм, поз­во­лит дос­тичь про­из­во­ди­тель­нос­ти средств вы­чис­ли­тель­ной тех­ни­ки во­ен­но­го наз­на­че­ния, в мил­ли­о­ны раз пре­вы­ша­ю­щей сов­ре­мен­ный уро­вень, раз­ра­бо­тать ком­па­кт­ные за­по­ми­на­ю­щие уст­рой­ства ём­костью 1012 бит и бо­лее, уве­ли­чить про­пу­ск­ную спо­соб­ность сис­тем свя­зи в сот­ни раз.
Перс­пек­тив­ной об­ластью ис­поль­зо­ва­ния на­но­тех­но­ло­гий яв­ля­ет­ся во­ен­ная энер­ге­ти­ка. При этом ос­нов­ные нап­рав­ле­ния ра­бот в дан­ной об­лас­ти сос­ре­до­то­че­ны на:
       – соз­да­нии но­вых на­дёж­ных и об­лег­чён­ных средств теп­ло­за­щи­ты (жа­роп­роч­ная конструк­ци­он­ная и ионоп­ро­во­дя­щая ке­ра­ми­ка) осо­бо теп­ло­нап­ря­жён­ных объ­ек­тов ВВТ и мик­ро­э­ле­кт­рон­ных при­бо­ров на ос­но­ве ис­поль­зо­ва­ния аэ­ро­ге­ля А1203-Н20 с ре­ко­рд­но низ­кой теп­лоп­ро­вод­ностью (0,01-0,02 Вт/(м К)) в ши­ро­ком ди­а­па­зо­не тем­пе­ра­тур (150-1500 К);
       – соз­да­нии но­вых топ­лив­ных ком­по­зи­ций (топ­лив­ной ке­ра­ми­ки) ядер­ных ре­ак­то­ров (об­ла­да­ю­щих в 2-3 ра­за боль­ши­ми зна­че­ни­я­ми тер­мо­ме­ха­ни­чес­кой проч­нос­ти, тре­щи­но-стой­кос­ти и теп­лоп­ро­вод­нос­ти), обес­пе­чи­ва­ю­щих жиз­нен­ный цикл объ­ек­тов ВВТ;
       – раз­ра­бот­ке но­вых ти­пов ин­тег­раль­ных дви­га­те­лей на прин­ци­пах не­пос­ре­д­ствен­но­го пре­об­ра­зо­ва­ния элект­ри­чес­кой энер­гии в ки­не­ти­чес­кую энер­гию ато­мов и мо­ле­кул ок­ру­жа­ю­щей сре­ды на ба­зе на­но­э­ле­кт­рон­ных схем, ра­бо­та­ю­щих в те­ра­гер­цо­вом (1012 Гц) и да­же в оп­ти­чес­ком (1015 Гц) ди­а­па­зо­нах, что поз­во­лит раз­ви­вать уси­лия по­ряд­ка 10 г/см2 и бо­лее для дви­же­ния мик­ро­объ­ек­тов (0,02-0,2 м) в жид­ких и га­зо­об­раз­ных сре­дах;
       – соз­да­нии вы­со­ко­эф­фек­тив­ных тер­мо­э­ле­кт­ро­пре­об­ра­зо­ва­те­лей, ра­бо­та­ю­щих при пе­ре­па­дах тем­пе­ра­тур до нес­коль­ких со­тен гра­ду­сов;
       – аль­тер­на­тив­ном по­лу­че­нии вы­со­ко­э­нер­го­ём­ко­го (взрыв­ча­то­го при кон­так­те с воз­ду­хом ве­ще­ст­ва (LiH) с удель­ной по­ве­рх­ностью в 10 раз боль­шей, чем у су­ще­ст­ву­ю­щих (бо­лее 1000 м2/г);
       – раз­ра­бот­ке ин­тег­ри­ро­ван­ных на­но­ге­не­ра­то­ров элект­ри­чес­кой энер­гии на ос­но­ве пре­об­ра­зо­ва­ния ме­ха­ни­чес­ких ко­ле­ба­ний (час­то­та 5-10 Гц) ре­шёт­ки элект­ро­дов на­но­мет­ро­вой амп­ли­ту­ды с удель­ной мощ­ностью 100 Вт/м2 и КПД свы­ше 85% для мик­ро­сис­тем во­ен­но­го наз­на­че­ния.
Ус­пеш­ная ре­а­ли­за­ция вы­ше­у­ка­зан­ных ра­бот поз­во­лит обес­пе­чить ка­че­ст­вен­но но­вый уро­вень раз­ви­тия сис­те­мы перс­пек­тив­ных об­раз­цов российского во­ору­же­ния и во­ен­ной тех­ни­ки.


Получите в подарок сайт учителя

Предмет: Физика

Категория: Прочее

Целевая аудитория: 11 класс

Скачать
Нанотехнологии в военном деле

Автор: Тихая Ольга Сергеевна

Дата: 13.09.2017

Номер свидетельства: 428047

Получите в подарок сайт учителя

Видеоуроки для учителей

Курсы для учителей

ПОЛУЧИТЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО МГНОВЕННО

Добавить свою работу

* Свидетельство о публикации выдается БЕСПЛАТНО, СРАЗУ же после добавления Вами Вашей работы на сайт

Удобный поиск материалов для учителей

Ваш личный кабинет
Проверка свидетельства