Военно-полевые нанотехнологии сражаются за здоровье солдата

6141.jpegАмериканские ученые работают над созданием целой серии материалов, одежды, приспособлений, обеспечивающих не только защиту от пуль и взрывов, но и контролирующего состояние здоровья солдата и помогающего ориентироваться на местности. Остается надеяться, что и наши ученые не спят и думают о защите защитника отечества.

Институт солдатских технологий

При Массачусетском технологическом институте — одном из ведущих научно-исследовательских университетов мира — с 2002 года функционирует Институт солдатских нанотехнологий (The Institute for Soldier Nanotechnologies, ISN). Он был организован в рамках пятилетнего контракта МИТ и научно-исследовательского управления вооруженных сил США (сумма контракта — $50 млн). Проект был признан успешным, и контракт был продлен еще на пять лет.

Цель работы института — развитие и внедрение нанотехнологий в обеспечение армии, чтобы в конечном итоге кардинально снизить число жертв среди солдат при ведении военных действий. Конечная цель — создание "армии XXI века", снабженной высокотехнологичным снаряжением, совмещающем в себе высокую функциональность, легкий вес и комфортность в использовании: некий пуленепробиваемый комбинезон, при этом толщиной комбинезона из спандекса, способный отслеживать состояние здоровья, облегчать боль при повреждениях и мгновенно реагировать на действие химических и биологических реагентов.

Читайте также: Болезнь бедуинов: инфекция, скорая на расправу

Наноплащ-нанопалатка

Сейчас эта картина выглядит фантастической, но в долгосрочной перспективе использование нанотехнологий может приблизить ее к реальности. Такое оборудование смогло бы защитить солдат как от вражеского оружия, так и от угроз окружающей среды, а также вовремя диагностировать естественные болезни.

Нанотехнологии, считают специалисты института, самый верный подход к созданию "обмундирования будущего". С одной стороны, в самой их идее заложена концепция миниатюризации оборудования, ключевого аспекта для снижения его веса. Уже сегодня, например, большой радиопередатчик, который нужно носить через плечо на ремне, уступает место "бирке" размером с пуговицу на воротнике. Традиционный непромокаемый плащ-палатка может быть заменен сверхтонким перманентным покрытием, которое можно нанести не только на одежду, но и на все вещи солдата. Кроме того, наномир живет по физическим законам, отличным от ньютоновских принципов макромира, поэтому потенциально в его условиях могут быть разработаны материалы и устройства с очень необычными свойствами.

Обмундирование будущего

Институт ведет исследования в пяти направлениях:
создание сверхлегких многофункциональных нановолокон и наноматериалов, медобеспечение в обмундировании, защита от взрывов, разработка методов защиты от химического и биологического оружия, а также интеграция наносистем в единую систему защиты.

В рамках первого направления ученые пытаются модифицировать поверхность обычных текстильных материалов с помощью нанослоев с заданными свойствами. Практически не увеличивая вес ткани, такие слои могут придать ей устойчивость перед угрозами агрессивной внешней среды. Кроме того, исследователи пытаются внедрять в поверхности так называемые квантовые точки — наноразмерные частицы полупроводников, свойства которых зависят от их размера, состава и морфологии. Их использование открывает возможности к созданию сверхлегких детекторов света, светоизлучателей и устройств хранения информации. Интегрированные в одежду солдата и связанные в единую систему, эти устройства могут помочь ему лучше ориентироваться в незнакомой среде. Кроме того, квантовые точки как сенсоры, распознающие состав среды: это важно для контроля состояния солдата, а также обнаружения химического и биологического оружия. Аналогичные цели преследует исследование возможностей модификации и интеграции углеродных нанотрубок, а также создание мультифункциональных наноматериалов с заданными свойствами.

Лечебные волокна, полезные в бою

Второе направление — интегрирование в обмундирование устройств, постоянно контролирующих состояние здоровья солдата, а также усовершенствование методов полевой медицины. В частности, этому могут помочь полимерные материалы с переменной гибкостью, которые в нужный момент могут стать шиной при переломах или ограничителем движения при повреждениях головы или шеи.

Дальнейшее развитие 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 и 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.

6142.jpegНанодоставка лекарств в мозг

Кроме того, проект включает в себя усовершенствование методов посттравматического восстановления солдат, в частности, нанодоставку лекарств в мозг, перенесшего черепно-мозговую травму. Учитывая высокую смертность от взрывов, характерную для современных войн, институт ведет исследования воздействия взрывов и осколочных ранений на мозг человека и другие ткани, а также разработку материалов, способных защитить организм от его опасных последствий — сверхлегких высокопрочных полимеров. Кроме того, институт совершенствует методы детектирования опасных химических и биологических агентов в окружающей среде, а также методы защиты организма от их воздействия.

Специальное подразделение развивает возможности создания мультифункциональных материалов и устройств, совмещающих в себе все описанные выше важные свойства — от оптофизических до медицинских.

Кириллов Вадим

Не забудьте включить MedPulse.Ru в список источников, которые будут вам попадаться время от времени:

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен

Добавьте "MedPulse" в свои источники в Яндекс.Новости

Также будем рады вам в наших сообществах во ВКонтакте, Фейсбуке, Одноклассниках, Google+...

Активность - не отдых! - ускоряет восстановление после травмы головного мозга Активность - не отдых! - ускоряет восстановление после травмы головного мозга Оригинальные методики
Учёные нанесли мышам травмы головного мозга, а затем наблюдали, как быстро они восстанавливаются. Было обнаружено, что активные мыши быстрее возвращаются в нормальное состояние, чем остальные.
Спокойствие, только спокойствие Спокойствие, только спокойствие Психотерапия
Человечество придумало множество разных способов для того, чтобы стать спокойнее, от медитации до хорошего, восьмичасового сна. Ваше будущее зависит от того, какой из них выберете вы.