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

ДВОЙНОГО НАЗНАЧЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ НОВОГО ПОКОЛЕНИЕ ДВОЙНОГО НАЗНАЧЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ НОВОГО ПОКОЛЕНИЕ

ВОЛОКОН, ТЕКСТИЛЯ И ОДЕЖДЫ: ВОЛОКОН, ТЕКСТИЛЯ И ОДЕЖДЫ:

БОЕВОЙ КОМПЛЕКТ ОДЕЖДЫ СОЛДАТА 21-ОГО ВЕКА, БОЕВОЙ КОМПЛЕКТ ОДЕЖДЫ СОЛДАТА 21-ОГО ВЕКА,

СПОРТИВНЫЙ, МЕДИЦИНСКИЙ, КОСМЕТИЧЕСКИЙ, ТЕХНИЧЕСКИЙ СПОРТИВНЫЙ, МЕДИЦИНСКИЙ, КОСМЕТИЧЕСКИЙ, ТЕХНИЧЕСКИЙ

ТЕКСТИЛЬТЕКСТИЛЬ 

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.32г. Москва ул. Ленинский проспект д.137 кор.1 кв.32тел./факс 8 (495) 438-1350тел./факс 8 (495) 438-1350gek20003@gmail.comgek20003@gmail.com

Технологические уклады (ТУ)

Годы Ключевые факторы Технологическое ядро

I 1780-1830 Текстильные машиныТекстиль, выплавка чугуна; обработка железа,

водяной двигатель, канат

II 1830-1880 Паровой двигательЖелезные дороги, пароходы; угольная и

станкоинструментальная промышленность, черная металлургия

III 1880-1930

Электродвигатель, сталелитейная

промышленность

Электротехника, тяжелое машиностроение, сталелитейная промышленность, неорганическая

химия, линии электропередач

IV 1930-1970Двигатель   внутреннего сгорания, нефтехимия

Автомобилестроение, самолетостроение, ракетостроение, цветная металлургия, синтетические

материалы, органическая химия, производство и переработка нефти

V 1970-2010

Микроэлектроника, газификация

Электронная промышленность, компьютеры, оптическая промышленность, космонавтика, телекоммуникации, роботостроение, газовая промышленность, программное обеспечение,

информационные услуги

VI 2010-2050

Квантово-вакуумные технологии

Нано-, био-, информационные технологии. Цель: медицина, экология, повышение качества жизни

Слайд 1Смена и содержание технологических укладов индустриального периодаСмена и содержание технологических укладов индустриального периода

Слайд 2

Мировая экономика производства текстиля и одеждыМировая экономика производства текстиля и одежды

2010 г. ~ 200 млрд.2010 г. ~ 200 млрд.DSDS суммарно. суммарно.

Технический текстиль ~ 35% ~ 60 млрд.Технический текстиль ~ 35% ~ 60 млрд.DSDS..

Защитный текстиль ~ 4,5 млрд.Защитный текстиль ~ 4,5 млрд.DSDS. Рост ~ 5% в год.. Рост ~ 5% в год.

Армейский текстиль – секрет, экспертная оценка ~ 1,5 млрд.Армейский текстиль – секрет, экспертная оценка ~ 1,5 млрд.DSDS (США,  (США, Франция, Германия, Южная Корея, Китай, Индия, конечно РФ).Франция, Германия, Южная Корея, Китай, Индия, конечно РФ).

Нанотекстиль (суммарно) ~ 3,5 млрд.Нанотекстиль (суммарно) ~ 3,5 млрд.DSDS..

Российская федерация. Надежной статистики нет, в мировых источниках Российская федерация. Надежной статистики нет, в мировых источниках такая информация отсутствует. Рынок РФ обеспечивается отечественной такая информация отсутствует. Рынок РФ обеспечивается отечественной текстильной и легкой промышленностью на ~ 30%. Остальное импорт!текстильной и легкой промышленностью на ~ 30%. Остальное импорт!

Слайд 3

ТЕХНОЛОГИИ ДВОЙНОГО НАЗНАЧЕНИЯ – ДВИЖИТЕЛЬ ТЕХНОЛОГИИ ДВОЙНОГО НАЗНАЧЕНИЯ – ДВИЖИТЕЛЬ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА ВО ВСЕ ВРЕМЕНА. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА ВО ВСЕ ВРЕМЕНА.

БОЕВОЙ КОМПЛЕКТ ОДЕЖДЫ СОЛДАТА 21 ВЕКАБОЕВОЙ КОМПЛЕКТ ОДЕЖДЫ СОЛДАТА 21 ВЕКА

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.

Слайд 5

Основные положения смены концепции ведения боевых и Основные положения смены концепции ведения боевых и антитеррористических действий в 21-ом веке: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.

Слайд 6

Требования к боевому комплекту одежды современному Требования к боевому комплекту одежды современному солдата армий США, НАТО, России и т.д. сводятся к солдата армий США, НАТО, России и т.д. сводятся к следующим: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

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.

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

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

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

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).

Слайд 8

Пример схемы коммуникативной одеждыПример схемы коммуникативной одежды

Слайд 9

Экзоскелет, усиливающий мышечную силу в несколько разЭкзоскелет, усиливающий мышечную силу в несколько раз

Слайд 10

Примеры Примеры NBICNBIC-технологи в создании боевого комплекта -технологи в создании боевого комплекта одежды солдата 21-ого векаодежды солдата 21-ого века

N B I C

Комфортность:

легкость

тактильность

драпируемость

«климат-контроль»

Защита:

Бактерицидность

Антибаллистика

Химзащита

Маскировка

Гидрофобность

Экзоскелет

Комфорт:

тактильность

«климат-

контроль»

Защита:

Бактерицидность

Гидрофобность

Экзоскелет

Биодетекторы

опасностей

Антибаллистика

Маскировка

Автономная

энергетика

Сенсорность

Коммуникативность

Ориентация

Маскировка

Экзоскелет

Коммуникативность

Экзоскелет

Маскировка

Сенсорность

Слайд 11

NBICNBIC-технологии двойного назначения в цивильных областях-технологии двойного назначения в цивильных областяхМедицина и косметика

Спорт «Умный» дом Техника

Бактерицидность;

Сенсорная

диагностика;

Первая помощь с

помощью

одежды;

Экзоскелет для

инвалидов;

Гидрофобность

(эффект Лотоса»);

«Климат-

контроль»

спортивной

одежды;

Защита от

переохлаждения и

перегрева;

Диагностика на

тренировках;

Шлемы для

американского

футбола,

хоккеистов,

мотоциклистов;

Сенсоры,

предупреждающие о

внешних и внутренних

опасностях;

Автономная

энергетика, солнечные

панели;

Огнезащита всего

домашнего текстиля;

бактерицидность

пастельного белья и

банных

принадлежностей;

Управляемый цвет

портьер, обоев;

Композиты на

основе

нановолокон в

ракетной технике,

самолетах,

автомобилях,

катерах, яхтах,

ракетках;

костюмы

космонавтов,

летчиков-

реактивщиков;

Слайд 12Состояние (в мире и РФ) классических и Состояние (в мире и РФ) классических и NBICNBIC-технологий, используемых для -технологий, используемых для

придания армейской и цивильной одежде многофункциональных свойств (функций)придания армейской и цивильной одежде многофункциональных свойств (функций)Функции В мире РФ

Комфортность, легкость +++ +!«Климат-контроль» +++ ―!Защита от:- переохлаждения ++ ―!- перегрев ++ ―!- бактерицидность +++ +- антибаллистика ++ ++!- химзащита ++ +!- маскировка ++ +!Гидрофобность +++ ++!Огнезащита +++ ++!Защита от радиации + +!Коммуникативность +++ +!Сенсорность +++ ―!Лечебные свойства +++ +!Автономная энергетика ++ ―!Ориентация +++ +!Усиление мышечной силы ++ ―!!!

+++ - сильно продвинутые технологии;     ++ - начало продвижения технологии;+ - на стадии разработки технологии;         - отсутствие

Слайд 13Схема функционирования института Схема функционирования института ISNISN (институт «солдатских (институт «солдатских

нанотехнологий»)нанотехнологий»)

Слайд 14Организация работы консорциума УниверситетовОрганизация работы консорциума Университетов

Слайд 15Схема организации разработки и производства боевого комплекта одежды Схема организации разработки и производства боевого комплекта одежды

РФРФ

Слайд 16Литература:Литература:

1.Кричевский  Г.Е. Химические, био- и нанотехнологии в производстве нового поколения волокон, многофункционального текстиля и одежды 21 века. М, Изд-во «Известия», 2011.

2.Кричевский  Г.Е.  Химическая  технология  текстильных материалов. 3 т., М., МГУ, 2001 г., 298 стр.

3.Military textiles. Edited by E Wilusz, US Army Natick Soldier Center, USA. Woodhead Publishing Series in Textiles No. 73, May 2008, 384 pages.

4.Сайт ЦНИИТОЧМАШ http://www.tsniitochmash.ru/

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 438-13-50E-mail: gek20003@gmail.com

Спасибо за внимание!