Nanovåben er et fællesnavn for alle grundlæggende nye typer udstyr, våben og militærudstyr, hvis funktion og kampbrug er baseret på fremskridt inden for moderne nanoteknologi .
Eksisterende nanoteknologier opstod og blev dannet som en multidisciplinær videnskabelig og teknisk disciplin i krydsfeltet mellem fysik , kemi , biologi , medicin og materialevidenskab . I de fleste udviklede lande anses programmer for deres udvikling som et af de højest prioriterede innovationsområder [1] [2] . For eksempel lancerede den amerikanske præsident Clintons administration i 2000 projektet National Nanotechnology Initiative ( NNI), som samlede mere end to dusin føderale agenturer involveret i skabelsen, brugen og reguleringen af brugen af nanoteknologi. Siden lanceringen af dette projekt er mere end $20 milliarder blevet brugt på udviklingen af nanoteknologier af den amerikanske regering alene, og en del af de økonomiske ressourcer er allokeret gennem Advanced Research Projects Administration ( DARPA ) . Det samlede investeringsbeløb bliver fortsat klassificeret som "tophemmeligt", men en analyse af de budgetbestemmelser, der er tilgængelige for offentligheden, giver os mulighed for at konkludere, at militær udvikling tager fra en tredjedel til halvdelen af de brugte økonomiske ressourcer [3] [4 ] .
Som den amerikanske fysiker og opfinder Luis Del Monte påpeger, udgør nanoteknologierne skabt af vores civilisation en betydelig fare for menneskehedens eksistens som helhed. Risikoen for denne fare blev kvantificeret af ekspertsamfundet fra Global Catastrophic Risk Conference , som blev afholdt på Oxford University i 2008. Ifølge deres forudsigelser er der en 19% chance for, at menneskeheden vil være fuldstændig ødelagt ved udgangen af dette århundrede, med molekylære nanovåben (5%), superintelligent kunstig intelligens (5%), traditionelle krige (4%) og en mand- gjort pandemi udpeget som de mest sandsynlige årsager til katastrofen. forårsaget af brugen af biologiske våben (2%) [5] .
I øjeblikket mener det videnskabelige samfund, at udviklingen af moderne nanoteknologiske destruktionsmidler giver dig mulighed for at få fingrene i et kamppotentiale, der i destruktivitet kan sammenlignes med masseødelæggelsesvåbens slagkraft . En af de mest skræmmende udsigter er fremkomsten af nanorobotter med elementer af et kollektivt sind (se sværm-intelligens ), som kunne bruge deres omgivelser til at reproducere deres egen slags maskiner [6] [7] . En "sværm" af sådanne kampenheder kunne angribe dens mål på molekylært niveau, bogstaveligt talt adskille det til atomer for at reparere og bygge flere og flere "forstærkninger" (se " grå goo "). Miniaturestørrelsen af et sådant våben gør det ekstremt svært at opdage dets tilstedeværelse, og dets levering til "målpublikummet" er helt let. Ifølge prognoser omkring midten af det 21. århundrede vil eksistensen af sådanne maskiner blive en realitet, og en krig, der bruger dem, vil højst sandsynligt føre til ødelæggelse af 90 % af verdens befolkning i løbet af få uger [7] .
I dette perspektiv fungerer de nye nanoteknologier som en ny klasse af våben, der vil dominere felterne for mulige fremtidige kampe. I forbindelse med dens betydning udtalte en af de amerikanske admiraler i 1995 [8] :
Nanoteknologi kan radikalt ændre magtbalancen endnu mere end atomvåben.David Jerimaya, formand for de fælles stabschefer
Besiddelse af sådanne våben og deres anvendelse er endnu ikke reguleret af nogen internationale forpligtelser og aftaler. I denne henseende har Kina , Den Russiske Føderation og USA faktisk allerede indledt et nyt våbenkapløb , mens andre lande (primært Tyskland ) er klar til at tilslutte sig det til enhver tid [5] .
Processen med at forbedre militær nanoteknologi medfører dog nogle implicitte aspekter. For eksempel gør fremkomsten af fundamentalt nye nanovåben det umuligt tilstrækkeligt at vurdere deres kamppotentiale, den ændrede sammenstilling af styrker og de geopolitiske kapaciteter hos fjenden, der besidder dem. Derudover er det ekstremt vanskeligt at få nogen information om etableringen af produktionen af nanovåben, da produktionen heraf kan udføres af et netværk af adskilte adskilte objekter uden at give udførelse af noget arbejde der ved mærkbare ydre tegn [9 ] . Det er især skræmmende, at ved at øge den allerede progressive ulighed mellem lande, samfund og politiske aktører introducerer nanoteknologien et element af teknosfærens uafhængighed fra den menneskelige faktor [10] . Derudover gør kombinationen af evnen til at koncentrere en stor mængde energi med den relative teknologiske enkelhed besiddelse af nanovåben til en meget fristende idé for terrorister af alle afskygninger og slyngelstater [7] [11] .
Blandt de mest prioriterede mål for udviklingen af moderne militær nanoteknologi er projekter til udvikling af beskyttende og selvhelbredende systemer, arbejde for at reducere synligheden ( camouflage ) af eksisterende våben og at reducere deres energiforbrug. Af særlig interesse er anordninger til påvisning af kemiske og biologiske forurenende stoffer og farlige stoffer, kommunikationssystemer og midler til at detektere de såkaldte "usynlige" fjendtlige kampenheder bygget ved hjælp af " stealth " teknologien, strukturelle materialer baseret på nanoobjekter, nye energiressourcer og ammunition [12] [13] .
I denne henseende udvikles forskningsprojekter aktivt inden for rammerne af den militære nanoindustri for at skabe [1] :
I dette tilfælde forstås begrebet nanomateriale som et stof af enhver kemisk art, hvis strukturelle elementer har rumlige dimensioner på mindre end 100 nm i mindst en af deres dimensioner. Som regel får sådanne forbindelser kvalitativt nye funktionelle og operationelle egenskaber, som kan skyldes skaleringseffekter [14] .
Af særlig interesse er skabelsen af uorganiske ikke-metalliske rustningsmaterialer, såvel som metallegeringer med en unik kombination af termofysiske, elektromagnetiske, emissions- og andre egenskaber [15] . Allerede nu har kompositmaterialer med nanourenheder fundet bred anvendelse, hvilket giver de oprindelige stoffer styrke, brandmodstand, elasticitet, hårdhed og andre egenskaber [16] . Desuden lover sådanne opdagelser fremkomsten af for eksempel de såkaldte "elektromekaniske malinger" bestående af nanomekanismer. Det antages, at de vil give dig mulighed for hurtigt at ændre farven på overfladen, der er dækket med dem, forhindre udviklingen af korrosionsprocesser på den og endda eliminere dens mindre skade. Hvis det er muligt at indføre systemer af optiske matricer i deres sammensætning, så vil militærudstyret malet af dem være i stand til at erhverve egenskaben usynlighed [15] .
I forbindelse hermed gør fremkomsten af en ny retning - overflade nanoengineering - det muligt at udvikle metoder og teknologier til dannelse af overflader med givne (eller endda kontrollerede) styrke, tribologiske og reflekterende parametre. I øjeblikket omfatter de opnåede resultater på dette område en række forskellige nanoteknologiske belægninger for at reducere termomekanisk erosion, forbedre antifriktionsegenskaber, beskytte mod mikroorganismer osv. Udviklingen af intelligente selvjusterende nanostrukturerede belægninger fra en bred vifte af tilgængelige materialer er erklæret som den ultimative mål for overflade nanoengineering [17] .
I øjeblikket udføres hovedarbejdet inden for akkumulering, lagring og konvertering af energi hovedsageligt i retning af at reducere energiforbruget af eksisterende udstyr. En alternativ mulighed er dog skabelsen af fundamentalt nye enheder, for eksempel højeffektive brændselsceller baseret på brint , ultralette og fleksible solceller lavet af nanokompositter, miniaturegeneratorer med høj effekttæthed osv. Idéen om udvikling af somatiske (kroppslige) elektricitetsgeneratorer er af betydelig videnskabelig interesse. Hvem ville være involveret i omdannelsen til elektricitet af de energityper, der cirkulerer i overskud i den menneskelige krop (energi fra biokemiske reaktioner, mekanisk bevægelsesenergi, temperaturgradienter osv. .) [18] .
Brugen af nanocarbonmaterialer til at skabe nyt kampudstyr vil gøre det muligt at flytte fra traditionelle militæruniformer til ultralet multifunktionelt udstyr, som lover at øge kampkapaciteten, sikkerheden og autonomien for hver enkelt soldat markant. Dens kombination med motoriserede drev af eksoskelettet åbner mulighed for at øge styrken af en soldat med omkring 300 % [19] . I et sådant system udføres en persons reservation ved hjælp af " flydende panser ", hvis princip er baseret på egenskaberne af en selvfortykkende suspension af silikat nanopartikler, som er i stand til at danne en højstyrke beskyttende belægning ved hjælp af energien af påvirkningen af et slående element (kugle, fragment osv.) [20] . En yderligere sikkerhedsforanstaltning vil være at udstyre personligt udstyr med nanosensorer til at detektere farlige kemiske og biologiske agenser i det ydre miljø; at informere om deres tilstedeværelse forventes ved at vise data direkte på jagerens nethinde [19] .
Fremkomsten af nye camouflageanordninger skylder sin eksistens til de særlige egenskaber ved specielle løsninger af fullerener. Takket være dem er det muligt faktisk at reducere synlighedsniveauet for lovende modeller af nyt militærudstyr med omkring to til tre gange i et bredt spektrum af frekvensspektret, hvilket sikrer den elektromagnetiske kompatibilitet af indbygget radioelektronik og dens høje tekniske egenskaber (drift, vægt og størrelse og andre) [21] .
En af de lovende metoder til maskering er at dække overfladen af et objekt med bevægelige pigmentelementer, der har evnen til at vende sig til observatøren med den ønskede del, der har en bestemt farve. I en mere kompleks version er det muligt at variere materialets overfladeegenskaber i subbølgelængdefrekvensområdet, hvilket vil gøre det muligt at opnå en ny farve eller farvemønster - den såkaldte "aktive camouflage". Af dens mangler kendes kun, at den kun beskytter mod observation fra en bestemt given azimutretning. Derudover vil indførelsen af materialer med kontrolleret lysabsorption i det infrarøde og synlige spektrum gøre det muligt at danne de nødvendige reflekterende mønstre på soldaternes uniformer eller på de ydre overflader af militært udstyr , som kan ses ved hjælp af specielle udstyr og bruges til at identificere "ven/fjende" [22] .
Den hurtige miniaturisering af komponentbasen i moderne elektronik har gjort det muligt at reducere dets aktive elementer til størrelser mindre end 0,1 mikron og skabe lagerenheder med en kapacitet på mere end 10 12 bit. Den samtidige stigning i gennemløbet af militære telekommunikationssystemer hundredvis af gange har åbnet muligheden for at bringe situationsbevidstheden for militært personel på alle niveauer til et kvalitativt nyt niveau, hvilket giver midler til fjernovervågning af miljøet, op til overvågning af det fysiologiske hver soldats tilstand [23] .
Det antages, at computerteknologiens hastighed og mængde af fysisk hukommelse på grund af nye nanoteknologier vil stige med fire størrelsesordener i de næste to årtier. Alt dette vil blive ledsaget af et støt fald i størrelsen og energiforbruget, hvilket vil gøre det muligt at forsyne miniaturecomputere med alle typer militærudstyr, ammunition og våben (op til personlige våben, feltuniformer osv.) [24] .