Материалы из фуллеренов для защитных экранов антилазерного назначения и стелс-технологий

materialy-iz-fullerenov-dlya-zaschitnyh-ekranov-antilazernogo-naznacheniya-i-stels-tehnologiy-4 Материалы с уникальными свойствами

Различные виды защитных очков и стёкол для пилотов, врачей, военных, защитные экраны и технологии по маскировке техники, людей — малозаметные обычному человеку технологии. Они существуют уже почти полвека, но по-прежнему секретны по своей природе и чувствительны. Это создает проблемы при проведении несекретных исследований в этой области. Технологии стелс и антилазерных покрытий становятся все более актуальными, и исследования в этой области продолжаются во всем мире.

Радар — это наиболее распространенный метод обнаружения и сопровождения предметов (например, боевой техники). Радар предполагает передачу электромагнитных волн в атмосферу, затем они отражаются от боевой единицы (цели) обратно к приемной антенне.

materialy-iz-fullerenov-dlya-zaschitnyh-ekranov-antilazernogo-naznacheniya-i-stels-tehnologiy-1

Металлы, используемые, например, в самолетах, являются сильными отражателями электромагнитных волн и могут быть легко обнаружены с помощью радара. Композиты также обнаруживаются с помощью радара, хотя обычно не так легко, как металлы.

Радиопоглощающий материал — специальный класс материалов на полимерной основе, наносимый на поверхность военных самолетов-невидимок, для уменьшения поперечного сечения радара и, таким образом, их улучшения. При исследованиях было выяснено, что в такие материалы можно добавлять такой компонент как фуллерен.

materialy-iz-fullerenov-dlya-zaschitnyh-ekranov-antilazernogo-naznacheniya-i-stels-tehnologiy-7

Наносоединения и их производные обладают многими замечательными химическими, электронными и оптическими свойствами, но на сегодняшний день некоторые из этих свойств используются чаще в коммерческих продуктах.

Фуллерены при включении в полимеры становятся растворимыми, это улучшает их технологичность, тем самым облегчая их применение. Такие материалы применяют при технологиях «невидимости» боевой техники и прочих предметов, которые можно обнаружить лазером, радаром.

Стелс-технологии

Технологии «стелса» считаются современными, но сложными. Визуальная скрытность в природе демонстрируется камуфляжем. Один из самых простых и лучших примеров — изменение цвета насекомых, когда они сливаются с их фоном.

materialy-iz-fullerenov-dlya-zaschitnyh-ekranov-antilazernogo-naznacheniya-i-stels-tehnologiy-8

В начале двадцатого века стремительное развитие авиации сделало возможным использование самолетов в бою. Это дало несколько преимуществ, но самолеты были уязвимы для атак с земли, моря и воздуха. Для преодоления этой уязвимости было внедрено множество технологий.

Одно из наиболее перспективных направлений было направлено на снижение заметности самолетов и получил название визуальной малозаметности. Германия первой начала строительство менее заметных (в идеале невидимых) самолетов до и во время Первой мировой войны. Они разработали синтетический материал, названный целлоном, который использовался, чтобы сделать самолет «прозрачным» и незаметным. Сейчас наука, обнаружившая большое количество полезных свойств фуллерена, способна изготовить максимально эффективный материал, который бы помогал развитию «стелс» технологий.

Фуллерены, которые перекрывают разрыв между молекулами и наночастицами, являются идеальными системами и для исследования динамического поведения расширенных систем при воздействии рентгеновских лучей. Фуллерены и их производные, характеризующиеся полой геометрической структурой и наружным диаметром нанометрового размера, вызывают большой интерес в связи с их широким спектром применения и «супрамолекулярными» физическими и химическими свойствами.

materialy-iz-fullerenov-dlya-zaschitnyh-ekranov-antilazernogo-naznacheniya-i-stels-tehnologiy-5

Компоненты показали молекулярное, объемное поведение и оказались отличным полигоном для экспериментов и теорий.

В последние годы исследования нелинейной физики атомов, молекул и кластеров, которые проводились с использованием сильных лазерных полей, привели к различным явлениям, таким как генерация аттосекундных импульсов.

materialy-iz-fullerenov-dlya-zaschitnyh-ekranov-antilazernogo-naznacheniya-i-stels-tehnologiy-6

Поведение молекул в коротких интенсивных лазерных полях было распространено на большие молекулы, такие как фуллерен C60, что интригует из-за многочисленных проявленных ядерно-электронных откликов, потому что это клетка из 60 атомов с 240 валентными электронами.

Взаимодействие такой большой наносистемы является ключом к исследованию проблем многих тел, наведенных на электроны системы электрическим полем фотонов. Фуллерены, включая эндоэдральные фуллерены, являются идеальными кандидатами для изучения их многочастичных реакций на электромагнитные поля, поскольку они реагируют по-разному — в зависимости от параметров поля.

Наносоединение как защита

Нанотехнологии играют важную роль в поиске новых материалов в нанометровом масштабе.

materialy-iz-fullerenov-dlya-zaschitnyh-ekranov-antilazernogo-naznacheniya-i-stels-tehnologiy-3

Фуллерен C60 и другие подобные структуры считаются перспективными нелинейно-оптическими материалами из-за нелинейных процессов преломления и рассеивания, которые являются необходимым свойством для оптического ограничения. Их можно представить на практике в виде защитных экранов, барьеров, покрытий.

Оптический ограничитель с фуллеренами — устройство, имеющее высокую передачу низкого входного сигнала, а для большого входного сигнала будет иметь постоянный выходной сигнал. Например, обычный интенсивный лазер или световой луч могут повредить глаз. А используя правильно сконструированные линзы, можно защитить глаза.

Простота и быстрое время отклика — основная причина выбора свойства наноматериала C60. Насыщающееся поглощение является хорошо известным механизмом для устройств оптического ограничения.

materialy-iz-fullerenov-dlya-zaschitnyh-ekranov-antilazernogo-naznacheniya-i-stels-tehnologiy-2

Когда лазерный луч высокой интенсивности распространяется через материал на основе фуллерена, индуцированные изменения показателя преломления приводят к самофокусировке или расфокусировке лазерного луча.

Для человека лазерное излучение более опасно, по сравнению с обычными источниками света. Риск потери зрения от случайного воздействия лазерного излучения связан с особыми оптическими свойствами человеческого глаза. Поэтому результаты исследований полезности фуллерена в составе защитных материалов от лазерных излучений и стелс технологий особо актуальны и эффективны не только для промышленности, но и самого человека.

Оцените статью
Добавить комментарий

error: Alert: Content is protected! Внимание! Контент защищен!