ХИМИЧЕСКИЕ, НАНО-, БИО-, ИНФО-, КОГНИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

1. ХИМИЧЕСКИЕ, НАНО-, БИО-, ИНФО-, КОГНИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДВОЙНОГО НАЗНАЧЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ НОВОГО ПОКОЛЕНИЕ ВОЛОКОН, ТЕКСТИЛЯ И ОДЕЖДЫ: БОЕВОЙ КОМПЛЕКТ ОДЕЖДЫ СОЛДАТА 21-ОГО ВЕКА, СПОРТИВНЫЙ, МЕДИЦИНСКИЙ, КОСМЕТИЧЕСКИЙ, ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ Герман Евсеевич Кричевский д.т.н., проф. ГОУ ВПО «Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности» г. Москва ул. Ленинский проспект д.137 кор.1 кв.32 тел./факс 8 (495) 438-1350 gek20003@gmail.com

2. Слайд 1 Смена и содержание технологических укладов индустриального периода

3. Слайд 2 Мировая экономика производства текстиля и одежды 2010 г. ~ 200 млрд.DS суммарно. Технический текстиль ~ 35% ~ 60 млрд.DS. Защитный текстиль ~ 4,5 млрд.DS. Рост ~ 5% в год. Армейский текстиль – секрет, экспертная оценка ~ 1,5 млрд.DS (США, Франция, Германия, Южная Корея, Китай, Индия, конечно РФ). Нанотекстиль (суммарно) ~ 3,5 млрд.DS. Российская федерация. Надежной статистики нет, в мировых источниках такая информация отсутствует. Рынок РФ обеспечивается отечественной текстильной и легкой промышленностью на ~ 30%. Остальное импорт!

4. Слайд 3 Технологии двойного назначения – движитель научно-технического прогресса во все времена. Боевой комплект одежды солдата 21 века

5. Слайд 4 В последние несколько десятилетий сменилась парадигма, стратегия ведения военных и антитеррористических действия: достижение цели не любой ценой, а при минимальных людских потерях своих солдат и мирного населения.

6. Слайд 5 Основные положения смены концепции ведения боевых и антитеррористических действий в 21-ом веке: - Защита и обеспечение жизнедеятельности бойца не менее важны, чем его вооружение. - Максимальное сохранение человеческого капитала, а по возможности переход на боевую робототехнику, управляемую дистантно (например, самолет – беспилотник). - Максимально облегченный (~ 20 кг) боевой комплект армейской многофункциональной одежды, выполняющей одновременно защитные, коммуникативные, сенсорные, лечебные свойства, усиливающие мышечную и интеллектуальную силу бойца. - Человек (боец) – обмундирование – оружие = единый гибкий адаптивный комплекс. - Эти цели могут быть достигнуты только за счет сочетания традиционных и NBIC технологий.

7. Слайд 6 Требования к боевому комплекту одежды современному солдата армий США, НАТО, России и т.д. сводятся к следующим: Комфортность: - Легкость, мягкость, простота использования; - «Климат-контроль» пододежного пространства; Многофункциональность: а) Защита от: - переохлаждения; - перегрева; - бактериологической атаки; - антибаллистика (пули, осколки, взрывные волны); - химической атаки; - радиации (рентген, α-, γ-излучение); - маскировка (дневное, ночное время); - супергидрофобность (водоотталкивание); - огнезащита; см.продолжение

8. Слайд 6 б) Коммуникативность – связь со штабом, соседом, полевым госпиталем. Вместо рации на несколько килограмм – «рация - пуговица» (несколько грамм) на воротнике. в) Сенсорность: мониторинг, предупреждение и реакция внешние опасности. г) Лечебные свойства, первая помощь: введение лекарств трансдермально, быстрое наложение гипса, лангетки. Датчики: температура, давление, пульс, воздействие ударной волны. д) Автономная энергетика – генерация, сохранение и использование энергии. е) Ориентация на местности: GPS, ГЛОНАС, ночное освещение, диоды, квантовые точки. з) Долговечность и легкость обеззараживания. и) Экономика: цена, легкость ремонта и ухода, возможность хранения ~ 10 лет.

9. Слайд 7 Научно-технологические проблемы, необходимые для создания боевого комплекта одежды солдата 21-ого века: Легкость: нановолокна и нанопленки из нового поколения волокно- и пленкообразующих полимеров. Климат-контроль пододежного пространства. 3D конструкция ткани, дышащая (нано-, микропоры) и водоотталкивающая одежда. Многофункциональность.Защита от переохлаждения, перегрева - покрытия из полимеров с «памятью формы» и обратимыми фазовыми переходами. Защита от бактериологической атаки: новое поколение наноразмерных бактерицидов. Антибаллистика: 3D объемный текстиль из специальных синтетических волокон (арамидные) и генномодифицированного паучьего шелка (бронежилет, каска, маска, экзоскелет). см.продолжение

10. Слайд 7 Супергидрофобность: создание на поверхности волокон наношероховатой поверхности на основе гидрофобных полимеров (фторированные этилены) – эффект «Лотоса». Химическая атака. Введение в покрытие текстиля молекулярных «ловушек» (циклодекстрины, дендримеры) отравляющих веществ. Радиация. Самая сложная задача, которую трудно обеспечить без существенного утяжеления комплекта одежды. Частичная защита от радиационной пыли и слабого рентгеновского α и γ – излучения, d-металлы. Огнезащита: Использование огнестойких волокон (ароматические полиамиды) и антипирены в наноформе. Маскировка.Дневное время. Идеальное решение – «дельфийский плащ» на основе метаматериалов с «отрицательной» оптикой. Физики всего мира работают. Фото- и электрохромные красители обратимо изменяющие окраску под действием освещения или слабого электрического тока. Добиваются очень высокой степени маскировки. см.продолжение

11. Слайд 7 Ночное время. По отношению к приборам ночного видения. ИК-приборы: подбор рисунок и цвет окраски. УФ-радары: работают над проблемой от радарного обнаружения! Коммуникативность. Инкорпорирование в текстиль (одежду) нано- и микроэлектроники, квантовые точки, гибкий дисплей, процессор, антенны, GPS, ГЛОНАС и другие микро- и наногаджеты. Сенсорность одежды. Чувствительные полимерные материалы к химии, радиации, бактериям; передают сигнал актуаторам для реагирования и защиты. Датчики основных параметров организма, пульс, давление, температура и др. Лечебные свойства: Одежда как первая медицинская помощь. Создание из текстиля депопрепаратов. Своеобразная трансдермальная капельница. Текстиль – как «емкость» для лекарства. Полимеры с обратимыми фазовыми переходами, мгновенно образующие гипсовую повязку на месте повреждения, как импульс на механическую деформацию (пули, осколки). см.продолжение

12. Слайд 7 Автономная энергетика. Солнечные панели на фотоактивных веществах (кремний, фотохромные красители), пъезоэлектричество (ходьба, другие движения). Ориентация на местности. GPS, ГЛОНАС, спутниковая связь. Наноэлектроника (антенны, приемники, гибкие дисплеи, интеркорпорированные в ткань, одежду). Усиление мышечной силы (скорость движений, суперпрыжки, подъем больших грузов), экзоскелет, минидвигатели. Биомиметика – ботинки для гор наподобие ящерицы геккон (ботинки для гор).

13. Слайд 8 Пример схемы коммуникативной одежды

14. Слайд 9 Экзоскелет, усиливающий мышечную силу в несколько раз

15. Слайд 10 Примеры NBIC-технологи в создании боевого комплекта одежды солдата 21-ого века

16. Слайд 11 NBIC-технологии двойного назначения в цивильных областях

17. Слайд 12 Состояние (в мире и РФ) классических и NBIC-технологий, используемых для придания армейской и цивильной одежде многофункциональных свойств (функций) +++ - сильно продвинутые технологии; ++ - начало продвижения технологии; + - на стадии разработки технологии;  - отсутствие

18. Слайд 13 Схема функционирования института ISN (институт «солдатских нанотехнологий»)

19. Слайд 14 Организация работы консорциума Университетов

20. Слайд 15 Схема организации разработки и производства боевого комплекта одежды РФ

21. Слайд 16 Литература: Кричевский Г.Е. Химические, био- и нанотехнологии в производстве нового поколения волокон, многофункционального текстиля и одежды 21 века. М, Изд-во «Известия», 2011. Кричевский Г.Е. Химическая технология текстильных материалов. 3 т., М., МГУ, 2001 г., 298 стр. Military textiles. Edited by E Wilusz, US Army Natick Soldier Center, USA. Woodhead Publishing Series in Textiles No. 73, May 2008, 384 pages. Сайт ЦНИИТОЧМАШ http://www.tsniitochmash.ru/

22. Автор: Кричевский Герман Евсеевич Профессор, д.т.н., заслуженный деятель науки РФ, член ЦП НОР, заведующий кафедрой ГОУ ВПО «Российской заочный институт текстильной и легкой промышленности» Тел./Факс 438-13-50 E-mail: gek20003@gmail.com Спасибо за внимание!