Militārie maisījumi 'gudriem' pārklājumiem

Šomēnes pāri Kuveitai dārd Amerikas Savienoto Valstu armijas tanku karavānas, kas atkal ir gatavas ieņemt galveno lomu karā ar Irāku. Taču, pirms tie izšauj vienu šāvienu, šie tanki jau ir ieslodzīti cīņā ar veciem ienaidniekiem: tuksneša smilšu putošanu, pūšošo sauli un pat pašu gaisu.

Katru gadu korozijas ass izmaksā ASV armijai no 10 miljardiem dolāru līdz 2 miljardiem dolāru tikai par krāsošanu un skrāpēšanu, kas ir darbietilpīgs darbs, kas ir bīstams cilvēkiem un videi. Tātad pagājušā gada rudenī armijas tanku-automobiļu un bruņojuma pavēlniecība, bruņojuma izpētes, izstrādes un inženierijas centrs (TACOM-ARDEC) Pikatinijas arsenālā, Ņūdžersijā, lūdza pētnieku koalīciju Ņūdžersijas Tehnoloģiju institūtā, Klemsonas universitātē un universitātē. Ilinoisai kaut ko darīt lietas labā. Komanda viņiem piešķīra 838 000 USD un apsolīja līdz pat 1,5 miljoniem USD vairāk, lai atrastu materiālus, kas apvieno pašatveseļošanās īpašības ar spēju mainīt krāsu un sajust struktūras bojājumus vai vides izmaiņas. Dens Vatss, NJIT programmas vadītājs, saka, ka viņu pētījumus ir veicinājuši negaidīti straujie sasniegumi pašdziedinošos polimēros un elektronikā, kas izgatavota no oglekļa nanocaurulēm, kas pārsniedz interesantu akadēmisko spekulāciju jomu un tuvojas ekonomiskam praktiskumam.

Atrodiet pareizo maisījumu

Jau vairākus gadus materiālu pētnieki ir meklējuši pašizdziedinošus polimērus, ko var uzklāt uz virsmām, piemēram, rūpnieciskām iekārtām, un kas izturētu laika gaitā notiekošo nolietošanos (sk. Nano biomateriāli , TR, 2002. gada novembris). Bet neviens vēl nav atradis materiālu, kas varētu atkārtoti laboties, darboties kā plāns pārklājums, glabāt gadiem ilgi un militāriem nolūkiem izturēt ķīmiskās vielas. Šajā nolūkā Picatinny grupa meklēja Nensiju Sotto, mehānikas profesori Ilinoisas Universitātē Urbana-Champaign. Sotto laboratorija izstrādāja epoksīdu ar mikronu mēroga kapsulām, kas pārsprāgst, kad veidojas plaisas, ātri noblīvējot tās. ( Noklikšķiniet, lai skatītu animāciju .) Galvenais, lai to padarītu par produktu, ir glabāšanas laiks, saka Sottos. Šobrīd mēs tos sajaucam un uzreiz sadalām.

Papildus pašlabojošām īpašībām armijas ideālajā viedajā pārklājumā ir jāiekļauj arī nanomēroga ierīces, kas nosaka koroziju, iespējams, Vots saka, uztverot materiāla kustību.

Lai sajustu tās vidi, saņemtu komandas un izplatītu krāsu izmaiņas no vienas molekulas uz otru, pārklājumiem būs nepieciešama elektroinstalācija. Clemson pētnieki domā, ka oglekļa nanocaurules var kalpot; tās piepilda caurules ar dzelzi, lai izveidotu elementāras shēmas, lai gan joprojām nav skaidrs, vai šī mazjaudas pieeja var radīt armijai nepieciešamo krāsu diapazonu. Atgriežoties Ņūdžersijas Tehnoloģiju institūtā, viņu līdzstrādnieki strādā, lai kontrolētu nanocaurules ar elektrību, gaismu un lāzeru, saka Džozefs Ardžento, Armijas Industriālās ekoloģijas centra vietnieks Pikatinijā.

Sadarbībā tiek pētītas mikroelektromehāniskās sistēmas (MEMS), kas tiek pētītas citviet Picatinny, lai gan pastāv šaubas, ka mikroskopiskās iekārtas nodrošinās pareizo maisījumu viedajiem pārklājumiem. Tā joprojām ir seksīga tehnoloģija, saka Laura Battista, Picatinny vides inženiere, kas strādā pie viediem pārklājumiem. Bet šobrīd nekas nav nolikts no plaukta. Tomēr MEMS varētu būt noderīga ekrānos, kas padara transportlīdzekļus neredzamus satelītiem, saka šie pētnieki.

Vats saka, ka galvenais mērķis ir uz tā virsmas parādīt transportlīdzekļa apkārtnes attēlu. Bet šeit ir viena problēma: lai nepatiesais attēls saplūstu pārliecinoši, šajā gadījumā var būt nepieciešams uzstādīt kameru novērotāja — ienaidnieka tuvumā. Vats saka, ka armija varētu samierināties ar otru labāko hameleona efektu, kas ātri mainās no viena modeļa uz otru.

Pagrieziet slēdzi, krāsojiet savu māju

Pētnieki saka, ka viedie pārklājumi atradīs pielietojumu ārpus militārās jomas. Watts iztēlojas pret koroziju izturīgas automašīnas, kuras var pielāgot uz vietas, programmējamus stendus un audumus, kas maina krāsu. Ēku ārpusi var pārveidot, nospiežot slēdzi. Automašīnu uzņēmumi pašlaik izstrādā pašdziedinošus buferus, saka Argento. Jūs varat iedomāties, ko šis pārklājums varētu darīt ēkām un tiltiem, par kuriem jums nav jāuztraucas par koroziju, viņš piebilst.

Neskatoties uz milzīgajiem šķēršļiem, pētnieku mērķis ir izveidot prototipu jau 2005. gadā (lai gan, iespējams, vēlu 2009. gadā), ja naudas pietiks. Sastāvdaļas, piemēram, pašdziedinošas līmvielas, kas nav pakļautas elementu iedarbībai, varētu nonākt ātrāk. Mēs veidojam labu, stabilu tehnisko bāzi, kas liecina, ka tam vajadzētu būt iespējamam, saka Vatss. Vēl nav zināms, kā tas viss tiks integrēts.

paslēpties