ТЕЛО ТЕХНИКИ

ТЕЛО ТЕХНИКИ
Автор: Александр КРУГЛОВ
19.12.2014
 
НАНОРОБОТЫ СТАНУТ СОСТАВНОЙ ЧАСТЬЮ ОРГАНИЗМА СОЛДАТА БУДУЩЕГО
 
В августе госкорпорация «Роснано» сделала дерзкое заявление, предложив правительству направить 100 миллиардов рублей из Фонда национального благосостояния под свое управление. Средства запрашивались для развития нанотехнологий в России, финансирование которых требует привлечения дополнительных инвестиций. «Совершенно секретно» разбиралась, что сегодня представляют эти технологии, на которые даже на фоне надвигающего кризиса предлагается тратить сотни миллиардов, и насколько они важны для безопасности России.
 
Пока в России думают, как найти средства на развития этой отрасли, ученые до сих пор не определились с понятием «нанотехнологии». Есть весьма общие определения, которые дают такую формулировку веществам, созданным с помощью атомной сборки молекул. Эта технология изучает качества вещества, создает новые методы записи и считывания информации, локальную стимуляцию химических реакций на молекулярном уровне. Однако, несмотря на такую общую терминологию, регулярно появляются сообщения, что исследования в этой области ведутся очень активно. Неслучайно в обиход вошли такие термины как «нанопокрытие», «нанороботы», все больше они затрагивают и жизнь обыкновенных людей, сейчас очередь дошла до «нанолекарств», технологии которая, как утверждается, способна изменить фармацевтическую отрасль до неузнаваемости.
 
РОССИЙСКИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ НЕ ДОХОДЯТ ДО ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
 
Однако нужно отметить, что нанотехнологии в первую очередь создаются по заказу военных. Минобороны развитых стран сделали ставку на эти технологии и считают, что их развитие и внедрение должно принципиально изменить вооружение и военную технику. Экспертные оценки предрекают, что новые разработки как минимум произведут революционные изменения везде – от экипировки бойца и стрелкового вооружения до космических аппаратов и сложных систем оружия.
 
Отечественные и зарубежные военные эксперты сходятся во мнении, что их применение является одним из прорывных направлений развития систем вооружения, связи, элементов экипировки военнослужащих, средств радиационной, биологической, химической разведки и военной медицины. При этом комплексное использование нанотехнологий в оборонной промышленности способно кардинально изменить характер ведения боевых действий и характер современной войны. Но торопить события не стоит, это произойдет после нескольких громких научных открытий мирового значения. Появление действительно серьезных прикладных наноразработок в военной сфере возможно не раньше, чем через несколько десятков лет. В настоящее время нанонаправление характеризуется исключительно теоретическими открытиями и беспредельной фантазией ученых, военных и политиков…
 
Как рассказал «Совершенно секретно» генеральный директор концерна «Наноиндустрия» Михаил Ананян, нет такого понятия, как военные нанотехнологии. «Любые разработки в этой сфере могут быть использованы в военных целях, как минимум с помощью нанотехнологий военной технике можно придать более высокие тактико-тактические характеристики. Например, значительно усовершенствовать элементы защиты или повысить экономичность – значит создать новые возможности для их применения. Однако проблема в том, что Россия находится только на начальном этапе создания таких технологий.
 
Сейчас нанотехнологиями в стране занимаются многие, разрабатывают теорию, делают определенные образцы, но мало у кого доходит до логического завершения – промышленного производства. Это происходит в том числе и потому, что в стране нет общей стратегии развития нанотехнологий. Для этих целей создавали Роснано, но в итоге эта организация не показала нужных результатов, более того, это создает коррупционные риски. Для толчка в этой сфере, возможно, нужна мощная государственная программа, такая как Национальная нанотехнологическая инициатива США, цель которой – получение конкретных результатов во всем спектре исследований как в гражданской, так и в военной сферах».
 
Напомним, что в России для реализации различных проектов в области нанотехнологий и на исследования в этой сфере выделено 180 миллиардов рублей. Регулярно звучат заявления, что финансирование данных разработок будет продолжено, а правительство, как и прежде, будет уделять особое внимание внедрению нанотехнологий в оборонной сфере. Чтобы оправдать такие высокие расходы, в 2009 году звучали оптимистические заявления, что российские специалисты добились успехов при создании вооружений и военной техники с использованием нанотехнологий. Будто ученым удалось достичь определенных успехов в применении нанотехнологий в производстве современных вооружений, военной и специальной техники. Сообщалось, эти результаты носят не только научный, но даже прикладной характер и уже созданы некоторые опытные образцы.
 
Однако результаты этой работы так и не были показаны, оправдывалось это секретностью разработок, но тем не менее вызвало определенный скепсис у экспертов. Удалось узнать только темы проектов. Выяснилось, что основными направлениями оборонных исследований российских ученых являются создание высокопрочных материалов (в частности «жидкая броня»), мощных энергоисточников («аморфный кремний»), невидимых и меняющих цвет объектов, наноматериалов для униформы военнослужащих, систем новой защиты от оружия массового поражения и других.
 
В Минобороны заявляют, что также проводят исследования по регенерации поврежденных органов и восстановлению конечностей раненых военнослужащих с использованием нанотехнологий. Сообщается, что в России возможностью регенерации военные интересовались еще в 1980-х, когда Министерство обороны СССР заказало проведение работ по тканевым трансплантатам. Однако с развалом Советского Союза разработки были прерваны. Сообщается, что сегодня российские врачи и ученые всерьез взялись за эксперименты в этой области. В любом случае сейчас, по оценкам экспертов, Россия заметно отстает от США, где на исследования в сфере медицинской регенерации выделяются большие средства. На аналогичные исследования на пять лет исследовательской деятельности Институту регенеративной медицины, созданному при Министерстве обороны США, выделили 250 млн долларов. Кроме того, в научные разработки там активно включаются частные университеты и лаборатории, которые планируют выводить продукцию института на рынок.
 
НАНОТЕХНОЛОГИИ ПРИОБРЕТАЮТ ВОЕННЫЙ ХАРАКТЕР
 
Нужно быть честными, в этой области Россия находится в роли догоняющих, работы в этом направлении также ведутся в других странах – США, Великобритании, Израиле и Китае. По прогнозам Национального фонда науки США, к 2015 году годовой оборот рынка нанотехнологий достигнет одного триллиона долларов. Сегодня ежегодное государственное финансирование исследований и разработок в этой области составляет в США 800 миллионов долларов, в ЕС – 750, в Японии – до 500, в Китае – более 100. К примеру, в настоящее время в Китае насчитывается около 800 компаний, занимающихся внедрением нанотехнологий, и более сотни научно-исследовательских лабораторий. Характер их работы, как и в России, традиционно является закрытым. Нет сомнений, что большинство из них ориентировано на военные разработки.
 
Пентагон более двадцати лет назад включил нанотехнологии в список шести стратегических областей фундаментальных исследований, что позволило добиться стабильного финансирования данной научной области на долгосрочный период. Военные США ежегодно получают от 425 до 450 миллионов долларов на реализацию нанопрограмм. Развитие нанотехнологий, по мнению американских экспертов, позволит обеспечить общее технологическое превосходство их вооружений и военной техники над техникой любой другой страны мира. Ежегодно в рамках программы «Национальная нанотехнологическая инициатива» получают финансирование более 200 тыс. работ в университетах, а также исследования в федеральных национальных исследовательских университетах и лабораториях промышленных фирм.
 
Наиболее успешным признано сотрудничество между научно-исследовательским управлением Вооруженных сил США и Массачусетским технологическим институтом, которые создали совместный научно-исследовательский центр по применению нанотехнологий для создания иновационной индивидуальной экипировки военнослужащих Institute for Soldier Nanotechnologies. Этот проект, пожалуй, самый реалистичный на сегодняшний день, ведется более пяти лет и стоит порядка 50 миллионов долларов. Здесь в ближайшее время планируется создать новый легкий молекулярный многофункциональный материал для изготовления обмундирования, которое взяло бы на себя функции бронежилета, защищало от воздействия химического и биологического оружия и одновременно выполняло традиционные функции полевой формы одежды. Например, этот материал научили, по примеру хамелеона, менять цвет, подстраиваться под цветовую гамму местности, где находится военнослужащий.
 
Планируется, что из такого материала будут шить легкий пуленепробиваемый комбинезон, снабженный высокотехнологичным снаряжением, совмещающий в себе высокую функциональность, легкий вес и комфортность в использовании. Этот костюм будет оснащен различным оборудованием, причем заложена концепция миниатюризации оборудования, что позволит значительно снизить общий вес амуниции солдата. Так, большой радиопередатчик, весом в несколько килограммов, который сегодня носят с собой солдаты, уйдет в прошлое, ему на смену придет небольшое устройство размером с пуговицу, которое будет вмонтировано в обмундирование. Отпадет необходимость в традиционной тяжелой, сковывающей движение зимней куртке и неудобной плащ-палатке, эти вещи будут заменены сверхтонким перманентным полимерным материалом, который будет наноситься на обмундирование. Это вещество будет сохранять тепло и обладать влагоотталкивающими свойствами.
 
Сегодня ученые пытаются модифицировать поверхность обычных текстильных материалов с помощью нанослоев с различными свойствами. Практически не увеличивая вес ткани, такие слои могут придать ей устойчивость перед угрозами агрессивной внешней среды. При создании этой ткани ведутся исследования в нескольких направлениях, в конечном варианте новый материал должен стать платформой для создания единой системы, которая будет автономно защищать военнослужащих от обычных снарядов и пуль, маскировать инфракрасное излучение тела и даже спасать от оружия массового поражения. Например, исследователи пытаются внедрять в поверхности тканей так называемые квантовые точки, полупроводники нового поколения, способные распознавать и оценивать состав окружающей среды, что, к примеру, позволит фиксировать факт применения химического и биологического оружия.
 
Интегрированные в одежду солдата и связанные в единую систему, эти устройства могут помочь увереннее действовать в агрессивной среде. Следующий этап исследования даст возможность интеграции в военное снаряжение углеродных нанотрубок, что может привести к созданию соединений между биологическими нейронами и электронными устройствами в новейших нейрокомпьютерных разработках. Все это, согласно теоритическим изысканиям, может привести к фантастическим результатам, к примеру, даст возможность бойцу в полной экипировке перепрыгивать через семиметровую стену.
 
Фото: Photoxpress
 
САНИТАРНЫЕ ПОТЕРИ БУДУТ МАКСИМАЛЬНО СНИЖЕНЫ
 
На сегодняшний день основная цель развития и внедрения нанотехнологий в армии – кардинально снизить число жертв среди солдат при ведении военных действий. Планируется создать и интегрировать в обмундирование такие материалы и приспособления, которые будут способны постоянно контролирующих состояние здоровья солдата, отслеживать реакции организма, облегчать боль при повреждениях и мгновенно реагировать на действие химических и биологических реагентов. Минимизировать последствия травмы помогут полимерные материалы с переменной гибкостью, которые в нужный момент могут стать шиной при переломах, или ограничителем движения при повреждениях головы или шеи. Во время попадания в тело солдата пули или осколка мягкий материал на месте повреждения будет мгновенно твердеть и, как гипсовый бинт, фиксировать перелом конечностей.
 
Дальнейший прогресс этих технологий – 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, даже в условиях боя. Дальнейшие усовершенствования – внедрение тонких пленок белков, стимулирующих рост и заживление тканей. Методы разработки таких средств – объединение биоинформатики, генной инженерии, дизайна наноструктурированных материалов, синтез полимеров. Кроме того, проект включает в себя усовершенствование методов посттравматического восстановления солдат, в частности доставку лекарств в мозг при черепно-мозговых травмах. Учитывая высокую смертность от взрывов, характерную для современных войн, ведутся исследования воздействия взрывов и осколочных ранений на мозг человека и другие ткани, а также разработку сверхлегких высокопрочных полимеров, способных защитить организм от опасных последствий.
 
Для спасения солдат на поле боя также создаются специальные лекарства с применением нанотехнологий. Ученые из Мичиганского исследовательского университета получили грант почти на 1,3 миллиона долларов на создание мощного и одновременно безопасного обезболивающего для помощи раненым. Неправильное применение наркотических анальгетиков – одна из самых больших проблем, с которой сталкиваются раненые солдаты. Поэтому главная задача разработчиков состоит в разработке наночастиц, содержащих обезболивающие препараты, которые при ранении солдат смог бы ввести себе при помощи компактного устройства прямо в условиях боя. Возможно, в ближайшем времени решение о введении лекарства будет принимать система, встроенная в обмундирование. По утверждению разработчиков лекарства, нанообезболивающее будет нести в себе различные медикаменты, связанные полимерной структурой.
 
В интересах этого проекта в США ведутся другие, совсем уж футуристические разработки, которые позволят спасти здоровье и жизнь солдат. Так, DARPA (Агентство передовых оборонных исследовательских проектов) работает над системой, которая будет вести наблюдение за состоянием здоровья солдата изнутри. Конечной целью программы In Vivo Nanoplatforms является разработка наночастиц, которые будут способны распознавать и лечить заболевания и инфекции изнутри человеческого тела. Данная технология включает в себя имплантируемые наночастицы, которые способны улавливать определенные молекулы – биологические индикаторы.
 
Руководитель Молодежного научно-технического центра Александр Оликевич рассказал «Совершенно секретно», что все развитые страны ввязались в гонку вооружений в области нанотехнологий.
 
«В данной области, как некогда в ядерной, соперничающие стороны очень тщательно следят за разработками друг друга, поэтому разработки идут практически синхронно. Уже сегодня в передовые образцы экипировки солдат встроено много элементов, связанных с нанотехнологиями. Это дисплеи, тепловизионные системы, «умные» материалы и ткани, сенсоры. В ближайшие пять лет можно ожидать постановки на вооружение ряда стран систем датчиков типа «умная пыль» и роботов-насекомых, новых высокоэнергетических аккумуляторов и взрывчатых веществ, а также более широкого применения новых высокопрочных и легких наноматериалов. В обозримом будущем может начаться массовый переход от классических моторов, узлов, датчиков к умным, биоподобным материалам типа «искусственных мышц», «гекконовых» прилипающих материалов, основанных на силе Ван-дер-Ваальса для лазания по стенам, или «кожи хамелеона» (меняющей цвет сообразно цвету местности)».
 
Наш собеседник отмечает, что в последние 2–3 года в России значительно активизировались работы в этой области. На самом высоком уровне признано, что комплексное использование нанотехнологий в оборонной промышленности способно кардинально изменить характер ведения боевых действий, характер современной войны. Координацией оборонных разработок по нанотехнологии занимаются Фонд перспективных исследований, в Минобороны – научно-исследовательский центр «Бюро оборонных решений». Среди основных направлений отечественной военной сферы нанотехнологий сегодня выделяются проекты по созданию искусственных мышц и других биоподобных устройств и материалов. Технологии регенерации и конструирования тканей и органов, активации иммунной системы. Системы мультиспектрального зрения, дополнительные «органы чувств», расширяющие восприятие человека. Нейроинтерфейсы и другие технологии повышения когнитивных способностей военнослужащих-операторов.
 

Авторы:  Александр КРУГЛОВ

Комментарии



Оставить комментарий

Войдите через социальную сеть

или заполните следующие поля

 

Возврат к списку