Khả năng tạo ra một vật liệu có góc khúc xạ âm đã được nhà vật lý Liên Xô Viktor Veselago dự đoán từ năm 1967, nhưng đến nay mới xuất hiện những mẫu đầu tiên về cấu trúc thực với các đặc tính như vậy. Do góc khúc xạ âm, các tia sáng uốn cong xung quanh vật thể, làm cho vật thể không nhìn thấy được. Do đó, người quan sát chỉ nhận thấy những gì đang xảy ra sau lưng người mặc chiếc áo choàng "tuyệt vời".
Để đạt được lợi thế trên chiến trường, các lực lượng quân sự hiện đại đang chuyển sang sử dụng những khả năng có khả năng đột phá như áo giáp và áo giáp xe tiên tiến, và công nghệ nano. ngụy trang sáng tạo, các thiết bị điện mới, bộ tích điện siêu lớn và bảo vệ "thông minh" hoặc phản ứng của nền tảng và nhân viên. Các hệ thống quân sự ngày càng trở nên phức tạp hơn, các vật liệu đa chức năng và lưỡng dụng tiên tiến mới đang được phát triển và sản xuất, và việc thu nhỏ các thiết bị điện tử hạng nặng và linh hoạt đang diễn ra một cách nhảy vọt.
Các ví dụ bao gồm vật liệu tự phục hồi đầy hứa hẹn, vật liệu composite tiên tiến, gốm sứ chức năng, vật liệu điện sắc, vật liệu “bảo vệ mạng” phản ứng với nhiễu điện từ. Chúng được kỳ vọng sẽ trở thành trụ cột của những công nghệ đột phá sẽ thay đổi hoàn toàn cục diện chiến trường và bản chất của các cuộc thù địch trong tương lai.
Các vật liệu tiên tiến thế hệ tiếp theo, chẳng hạn như siêu vật liệu, graphene và ống nano carbon, đang thu hút sự quan tâm và đầu tư lớn vì chúng có các đặc tính và chức năng không có trong tự nhiên và phù hợp với các ứng dụng và nhiệm vụ quốc phòng được thực hiện trong không gian khắc nghiệt hoặc khắc nghiệt. Công nghệ nano sử dụng các vật liệu quy mô nanomet (10-9) để có thể sửa đổi cấu trúc ở cấp độ nguyên tử và phân tử và tạo ra các mô, thiết bị hoặc hệ thống khác nhau. Những vật liệu này là một lĩnh vực rất hứa hẹn và trong tương lai có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả chiến đấu.
Siêu vật liệu
Trước khi tiếp tục, hãy xác định siêu vật liệu. Siêu vật liệu là một vật liệu tổng hợp, các thuộc tính của chúng được xác định không quá nhiều bởi tính chất của các nguyên tố cấu thành nó như bởi một cấu trúc tuần hoàn được tạo ra nhân tạo. Chúng là phương tiện được hình thành nhân tạo và có cấu trúc đặc biệt với các đặc tính điện từ hoặc âm học mà công nghệ khó đạt được hoặc không có trong tự nhiên.
Kymeta Corporation, một công ty con của Intelligence Ventures, đã tham gia thị trường quốc phòng vào năm 2016 với ăng ten siêu vật liệu mTenna. Theo giám đốc công ty Nathan Kundz, một chiếc ăng-ten di động dạng ăng-ten thu phát sóng nặng khoảng 18 kg và tiêu thụ 10 watt. Thiết bị ăng-ten siêu vật liệu có kích thước bằng một cuốn sách hoặc netbook, không có bộ phận chuyển động và được sản xuất giống như màn hình LCD hoặc màn hình điện thoại thông minh sử dụng công nghệ TFT.
Siêu vật liệu bao gồm các vi cấu trúc dưới bước sóng, tức là các cấu trúc có kích thước nhỏ hơn bước sóng của bức xạ mà chúng phải kiểm soát. Các cấu trúc này có thể được làm từ các vật liệu phi từ tính như đồng và được khắc trên chất nền PCB bằng sợi thủy tinh.
Siêu vật liệu có thể được tạo ra để tương tác với các thành phần chính của sóng điện từ - hằng số điện môi và độ từ thẩm. Theo Pablos Holman, một nhà phát minh tại Intelligence Ventures, các ăng ten được tạo ra bằng công nghệ siêu vật liệu cuối cùng có thể thay thế các tháp di động, đường dây điện thoại cố định, cáp đồng trục và cáp quang.
Ăng-ten truyền thống được điều chỉnh để đánh chặn năng lượng có kiểm soát của một bước sóng cụ thể, kích thích các điện tử trong ăng-ten tạo ra dòng điện. Đổi lại, các tín hiệu được mã hóa này có thể được hiểu là thông tin.
Hệ thống ăng-ten hiện đại rất cồng kềnh vì các tần số khác nhau yêu cầu một loại ăng-ten khác nhau. Trong trường hợp ăng-ten làm bằng siêu vật liệu, lớp bề mặt cho phép bạn thay đổi hướng uốn cong của sóng điện từ. Siêu vật liệu cho thấy cả điện môi âm và độ thấm từ âm và do đó có chỉ số khúc xạ âm. Chỉ số khúc xạ âm này, không có trong bất kỳ vật liệu tự nhiên nào, xác định sự thay đổi của sóng điện từ khi đi qua biên giới của hai môi trường khác nhau. Do đó, bộ thu của một ăng-ten siêu vật liệu có thể được điều chỉnh điện tử để nhận các tần số khác nhau, điều này giúp các nhà phát triển có thể đạt được băng thông rộng và giảm kích thước của các phần tử ăng-ten.
Các siêu vật liệu bên trong các ăng-ten như vậy được lắp ráp thành một ma trận phẳng gồm các ô riêng lẻ dày đặc (rất giống với vị trí các pixel trên màn hình TV) với một ma trận phẳng khác gồm các ống dẫn sóng hình chữ nhật song song, cũng như một mô-đun điều khiển phát sóng thông qua phần mềm và cho phép ăng-ten xác định hướng của bức xạ.
Holman giải thích rằng cách dễ nhất để hiểu được giá trị của ăng-ten siêu vật liệu là xem xét kỹ hơn các khẩu độ vật lý của ăng-ten và độ tin cậy của kết nối Internet trên tàu, máy bay, máy bay không người lái và các hệ thống di chuyển khác.
Holman tiếp tục: “Mỗi vệ tinh liên lạc mới được phóng lên quỹ đạo ngày nay đều có dung lượng lớn hơn cả chòm sao vệ tinh chỉ vài năm trước. Chúng ta có tiềm năng rất lớn về truyền thông không dây trong các mạng vệ tinh này, nhưng cách duy nhất để liên lạc với chúng là sử dụng một đĩa vệ tinh, lớn, nặng và tốn kém để lắp đặt và bảo trì. Với một ăng-ten dựa trên siêu vật liệu, chúng ta có thể tạo ra một tấm phẳng có thể định hướng chùm tia và nhắm thẳng vào vệ tinh.
Holman nói: “Năm mươi phần trăm thời gian ăng-ten có thể giám sát vật lý không được định hướng qua vệ tinh và bạn đang ngoại tuyến một cách hiệu quả. "Do đó, một ăng-ten siêu vật liệu có thể đặc biệt hữu ích trong bối cảnh hàng hải, vì đĩa này được điều khiển vật lý để hướng nó tới vệ tinh, vì con tàu thường thay đổi hướng đi và liên tục lắc lư trên sóng."
Sinh học
Sự phát triển của các vật liệu mới cũng đang hướng tới việc tạo ra các hệ thống đa chức năng linh hoạt với các hình dạng phức tạp. Ở đây khoa học ứng dụng đóng một vai trò quan trọng trong việc áp dụng các nguyên tắc tổ chức, tính chất, chức năng và cấu trúc của bản chất sống trong các thiết bị và hệ thống kỹ thuật. Bionics (trong văn học phương Tây là phỏng sinh học) giúp một người tạo ra các hệ thống kỹ thuật và quy trình công nghệ ban đầu dựa trên những ý tưởng được tìm thấy và vay mượn từ tự nhiên.
Trung tâm nghiên cứu tác chiến tàu ngầm của Hải quân Mỹ đang thử nghiệm thiết bị tìm kiếm mìn tự động (APU) sử dụng nguyên lý sinh học. bắt chước các chuyển động của sinh vật biển. Razor dài 3 mét và có thể được mang bởi hai người. Các thiết bị điện tử của nó điều phối công việc của bốn cánh vỗ và hai cánh quạt phía sau. Động tác vỗ cánh bắt chước chuyển động của một số động vật, chẳng hạn như chim và rùa. Điều này cho phép APU di chuột, thực hiện cơ động chính xác ở tốc độ thấp và đạt tốc độ cao. Khả năng cơ động này cũng cho phép Razor dễ dàng định vị lại chính nó và trôi nổi xung quanh các vật thể để chụp ảnh 3D.
Cơ quan Nghiên cứu Hải quân Hoa Kỳ đang tài trợ cho Pliant Energy Systems phát triển một mẫu thử nghiệm cho tàu lặn Velox tự động tùy chọn, thay thế các cánh quạt bằng một hệ thống các cánh tản nhiệt giống như giấy, phi tuyến tính, có thể tạo ra các chuyển động nhấp nhô giống như đoạn đường nối lặp đi lặp lại. Thiết bị này chuyển đổi chuyển động của các vây polymer linh hoạt, lượn sóng, có dạng hình học phẳng hyperbol thành chuyển động tịnh tiến, chuyển động tự do dưới nước, trong làn sóng lướt, trên cát, trên biển và thảm thực vật trên cạn, trên đá hoặc băng trơn trượt.
Theo phát ngôn viên của Pliant Energy Systems, chuyển động nhấp nhô về phía trước ngăn cản sự vướng vào thảm thực vật rậm rạp, do không có các bộ phận quay, đồng thời giảm thiểu thiệt hại cho thực vật và trầm tích. Máy bay có độ ồn thấp, chạy bằng pin lithium-ion, có thể cải thiện khả năng nổi của nó để duy trì vị trí của nó dưới lớp băng, trong khi nó có thể được điều khiển từ xa. Nhiệm vụ chính của nó là: liên lạc, bao gồm các kênh GPS, WiFi, radio hoặc vệ tinh; tình báo và thu thập thông tin; tìm kiếm và giải cứu; và quét và xác định min.
Sự phát triển của công nghệ nano và cấu trúc vi mô cũng rất quan trọng trong công nghệ sinh học, nguồn cảm hứng được lấy từ tự nhiên để mô phỏng các quá trình vật lý hoặc tối ưu hóa việc sản xuất vật liệu mới.
Phòng thí nghiệm nghiên cứu của Hải quân Hoa Kỳ đang phát triển một tấm chắn bằng polyme trong suốt có cấu trúc vi phân lớp tương tự như lớp vỏ chitinous của động vật giáp xác, nhưng được làm từ vật liệu nhựa. Điều này cho phép vật liệu duy trì sự phù hợp trong một loạt các nhiệt độ và tải trọng, cho phép nó được sử dụng để bảo vệ con người, bệ cố định, phương tiện và máy bay.
Theo Yas Sanghera, người đứng đầu bộ phận vật liệu và thiết bị quang học trong phòng thí nghiệm này, lớp bảo vệ hiện có trên thị trường thường được làm từ ba loại nhựa và không thể một trăm phần trăm chịu được một viên đạn 9 ly bắn từ 1-2 mét và bay từ tốc độ. 335 m / s.
Bộ giáp trong suốt do phòng thí nghiệm này phát triển cho phép giảm 40% khối lượng trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn của đường đạn và hấp thụ thêm 68% năng lượng đạn. Sanghera giải thích rằng bộ giáp này có thể hoàn hảo cho một số ứng dụng quân sự, chẳng hạn như xe chống mìn, xe bọc thép lội nước, xe tiếp tế và cửa sổ buồng lái máy bay.
Theo Sanghera, phòng thí nghiệm của ông dự định, dựa trên những phát triển hiện có, tạo ra một loại áo giáp trong suốt có hình dạng nhẹ với các đặc tính đa tác động và giảm trọng lượng hơn 20%, giúp bảo vệ chống lại đạn súng trường cỡ nòng 7,62x39 mm.
DARPA cũng đang phát triển áo giáp Spinel trong suốt với các đặc tính độc đáo. Vật liệu này có đặc tính chịu nhiều tác động tuyệt vời, độ cứng cao và khả năng chống xói mòn, tăng khả năng chống chịu với các yếu tố bên ngoài; nó truyền bức xạ hồng ngoại sóng trung rộng hơn, làm tăng khả năng của các thiết bị nhìn ban đêm (khả năng nhìn thấy các vật thể phía sau bề mặt kính), và cũng có trọng lượng bằng một nửa kính chống đạn truyền thống.
Hoạt động này là một phần của chương trình Nguyên tử thành Sản phẩm (A2P) của DARPA, chương trình "phát triển các công nghệ và quy trình cần thiết để lắp ráp các hạt có kích thước nano (gần với kích thước nguyên tử) thành các hệ thống, thành phần hoặc vật liệu ít nhất trên quy mô milimet."
Theo người đứng đầu chương trình A2P tại DARPA, John Maine, trong 8 năm qua, Cơ quan đã giảm được độ dày của lớp giáp trong suốt cơ bản từ khoảng 18 cm xuống còn 6 cm, trong khi vẫn duy trì các đặc tính sức mạnh của nó. Nó bao gồm nhiều lớp khác nhau, "không phải tất cả đều bằng gốm và không phải tất cả đều bằng nhựa hoặc thủy tinh", được kết dính với vật liệu nền để tránh nứt vỡ. "Bạn nên nghĩ về nó như một hệ thống phòng thủ, không phải như một mảnh vật liệu nguyên khối."
Kính Spinel được sản xuất để lắp đặt trên nguyên mẫu xe tải FMTV (Dòng xe chiến thuật hạng trung) của Quân đội Mỹ để Trung tâm Nghiên cứu Thiết giáp đánh giá.
Theo chương trình A2P, DARPA đã trao cho Voxtel, Viện Vật liệu nano và Vi điện tử Oregon, hợp đồng trị giá 5,59 triệu đô la để nghiên cứu các quy trình sản xuất từ nano đến vĩ mô. Dự án sinh học này liên quan đến việc phát triển một chất kết dính tổng hợp bắt chước khả năng của thằn lằn tắc kè.
“Trên lòng bàn chân của con tắc kè, có một thứ giống như những sợi lông nhỏ … dài khoảng 100 micron, phân nhánh dữ dội. Ở cuối mỗi nhánh nhỏ là một tấm nano cực nhỏ có kích thước khoảng 10 nanomet. Khi tiếp xúc với tường hoặc trần nhà, các tấm này cho phép tắc kè bám vào tường hoặc trần nhà."
Maine nói rằng các nhà sản xuất không bao giờ có thể tái tạo những khả năng này vì họ không thể tạo ra các cấu trúc nano phân nhánh.
“Voxtel phát triển các công nghệ sản xuất sao chép cấu trúc sinh học này và nắm bắt các phẩm chất sinh học này. Nó sử dụng các ống nano carbon theo một cách thực sự mới, nó cho phép bạn tạo ra các cấu trúc 3D phức tạp và sử dụng chúng theo những cách rất nguyên bản, không nhất thiết là cấu trúc, mà theo những cách khác, sáng tạo hơn."
Voxtel muốn phát triển các kỹ thuật sản xuất phụ gia tiên tiến sẽ sản xuất "vật liệu tự được lắp ráp thành các khối hoàn chỉnh về mặt chức năng, sau đó được lắp ráp thành các hệ thống không đồng nhất phức tạp." Các kỹ thuật này sẽ dựa trên việc mô phỏng các mã di truyền đơn giản và các phản ứng hóa học chung có trong tự nhiên, cho phép các phân tử tự lắp ráp từ cấp độ nguyên tử thành các cấu trúc lớn có khả năng tự cung cấp năng lượng.
“Chúng tôi muốn phát triển một chất kết dính có thể tái sử dụng tiên tiến. Chúng tôi muốn có được một vật liệu có các đặc tính của chất kết dính epoxy, nhưng không có khả năng sử dụng một lần và gây ô nhiễm bề mặt, - Main nói. "Vẻ đẹp của vật liệu kiểu tắc kè là nó không để lại cặn và có tác dụng tức thì."
Các vật liệu tiên tiến đang phát triển nhanh chóng khác bao gồm các vật liệu siêu mỏng như graphene và ống nano carbon, có các đặc tính cấu trúc, nhiệt, điện và quang học sẽ cách mạng hóa không gian chiến đấu ngày nay.
Graphene
Trong khi ống nano carbon có tiềm năng tốt cho các ứng dụng trong các hệ thống điện tử và ngụy trang, cũng như trong lĩnh vực y sinh, graphene "thú vị hơn vì nó cung cấp, ít nhất là trên giấy tờ, nhiều khả năng hơn", Giuseppe Dakvino, phát ngôn viên của Bộ Quốc phòng Châu Âu cho biết Cơ quan (EOA).
Graphene là một vật liệu nano siêu mỏng được hình thành bởi một lớp nguyên tử cacbon dày một nguyên tử. Graphene nhẹ và bền có độ dẫn nhiệt và điện cao kỷ lục. Ngành công nghiệp quốc phòng đang nghiên cứu kỹ lưỡng khả năng sử dụng graphene trong các ứng dụng đòi hỏi sức mạnh, tính linh hoạt và khả năng chống chịu với nhiệt độ cao, chẳng hạn như trong các nhiệm vụ chiến đấu được thực hiện trong điều kiện khắc nghiệt.
Dakvino cho biết graphene “ít nhất là trên lý thuyết, là vật liệu của tương lai. Lý do tại sao có rất nhiều cuộc tranh luận thú vị hiện nay là vì sau nhiều năm nghiên cứu trong lĩnh vực dân sự, người ta đã nhận thấy rõ ràng rằng nó sẽ thực sự thay đổi các kịch bản chiến đấu”.
“Chỉ liệt kê một vài khả năng: thiết bị điện tử linh hoạt, hệ thống điện, bảo vệ tên lửa đạn đạo, ngụy trang, bộ lọc / màng, vật liệu tản nhiệt cao, ứng dụng y sinh và cảm biến. Trên thực tế, đây là những hướng công nghệ chính."
Vào tháng 12 năm 2017, EAO đã bắt đầu một nghiên cứu kéo dài một năm về các ứng dụng quân sự đầy hứa hẹn của graphene và tác động của nó đối với ngành công nghiệp quốc phòng châu Âu. Công trình này do Quỹ Nghiên cứu và Đổi mới Kỹ thuật Tây Ban Nha đứng đầu, với Đại học Cartagena và công ty Cambridge Nanomaterial Technology Ltd. của Anh. Vào tháng 5 năm 2018, một hội thảo của các nhà nghiên cứu và chuyên gia về graphene đã được tổ chức, nơi xác định lộ trình sử dụng nó trong lĩnh vực quốc phòng.
Theo EOA, “Trong số các vật liệu có tiềm năng cách mạng hóa khả năng quốc phòng trong thập kỷ tới, graphene nằm trong danh sách cao. Nhẹ, linh hoạt, bền hơn thép 200 lần và độ dẫn điện của nó là đáng kinh ngạc (tốt hơn silicon), cũng như khả năng dẫn nhiệt của nó."
EOA cũng lưu ý rằng graphene có những đặc tính đáng chú ý trong lĩnh vực "quản lý chữ ký". Đó là, nó có thể được sử dụng để sản xuất "lớp phủ hấp thụ vô tuyến, sẽ biến các phương tiện quân sự, máy bay, tàu ngầm và tàu nổi thành những vật thể gần như không thể phát hiện được." Tất cả những điều này khiến graphene trở thành một vật liệu cực kỳ hấp dẫn không chỉ đối với ngành công nghiệp dân sự mà còn được ứng dụng trong quân sự, trên bộ, trên không và trên biển."
Để đạt được mục tiêu này, quân đội Mỹ đang nghiên cứu việc sử dụng graphene cho xe cộ và quần áo bảo hộ. Theo kỹ sư Emil Sandoz-Rosado thuộc Phòng thí nghiệm nghiên cứu quân sự của quân đội Mỹ (ARL), vật liệu này có tính chất cơ học tuyệt vời, một lớp nguyên tử của graphene cứng hơn 10 lần và mạnh hơn 30 lần so với lớp sợi đạn đạo thương mại cùng loại. “Mức trần cho graphene rất cao. Đây là một trong những lý do tại sao một số nhóm làm việc trong ARL đã thể hiện sự quan tâm đến nó, bởi vì đặc điểm thiết kế của nó rất hứa hẹn về mặt đặt chỗ.
Tuy nhiên, cũng có những khó khăn khá lớn. Một trong số đó là mở rộng vật liệu; quân đội cần các vật liệu bảo vệ có thể bao phủ xe tăng, xe cộ và binh lính. “Chúng tôi cần nhiều hơn thế. Nói chung, chúng ta đang nói về khoảng một triệu hoặc nhiều hơn nữa mà chúng ta cần vào lúc này”.
Sandoz-Rosado nói rằng graphene có thể được sản xuất theo một hoặc hai cách, thông qua quá trình bóc tách trong đó graphite chất lượng cao được tách thành các lớp nguyên tử riêng biệt hoặc bằng cách phát triển một lớp graphene đơn nguyên tử trên lá đồng. Quá trình này được thiết lập tốt bởi các phòng thí nghiệm sản xuất graphene chất lượng cao. “Nó không hoàn toàn hoàn hảo, nhưng nó khá gần với nó. Tuy nhiên, ngày nay đã đến lúc nói về nhiều hơn một lớp nguyên tử, chúng ta cần một sản phẩm chính thức”. Do đó, một chương trình gần đây đã được đưa ra để phát triển các quy trình sản xuất graphene quy mô công nghiệp liên tục.
"Cho dù đó là ống nano cacbon hay graphene, bạn phải tính đến các yêu cầu cụ thể phải đáp ứng", Dakvino cảnh báo, lưu ý rằng mô tả chính thức về các đặc tính của vật liệu tiên tiến mới, tiêu chuẩn hóa các quy trình chính xác để tạo ra vật liệu mới, khả năng tái tạo của các quá trình này, khả năng sản xuất của toàn bộ dây chuyền (từ nghiên cứu cơ bản đến sản xuất trình diễn và nguyên mẫu) cần được nghiên cứu và biện minh cẩn thận khi sử dụng các vật liệu đột phá như graphene và ống nano carbon trong các nền tảng quân sự.
“Đây không chỉ là nghiên cứu, bởi vì suy cho cùng, bạn cần chắc chắn rằng một vật liệu nhất định được mô tả chính thức và sau đó bạn cần chắc chắn rằng nó có thể được sản xuất trong một quy trình nhất định. Nó không dễ dàng như vậy, bởi vì quá trình sản xuất có thể thay đổi, chất lượng của sản phẩm sản xuất ra có thể thay đổi tùy theo quy trình, vì vậy quy trình này phải được lặp lại nhiều lần”.
Theo Sandoz-Rosado, ARL đã làm việc với các nhà sản xuất graphene để đánh giá chất lượng sản phẩm và khả năng mở rộng của nó. Mặc dù vẫn chưa rõ liệu các quy trình liên tục, đang ở giai đoạn đầu hình thành, có mô hình kinh doanh, năng lực phù hợp hay không và liệu chúng có thể cung cấp chất lượng cần thiết hay không.
Dakvino lưu ý rằng những tiến bộ trong mô hình máy tính và điện toán lượng tử có thể thúc đẩy quá trình nghiên cứu và phát triển, cũng như phát triển các phương pháp sản xuất vật liệu tiên tiến trong tương lai gần. “Với thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính và mô hình hóa vật liệu, nhiều thứ có thể được mô hình hóa: các đặc điểm vật liệu và thậm chí cả quy trình sản xuất có thể được mô hình hóa. Bạn thậm chí có thể tạo ra thực tế ảo, nơi về cơ bản bạn có thể xem xét các giai đoạn khác nhau của việc tạo ra một vật liệu."
Dakwino cũng nói rằng các kỹ thuật mô hình hóa máy tính và thực tế ảo tiên tiến mang lại lợi thế bằng cách tạo ra "một hệ thống tích hợp, nơi bạn có thể mô phỏng một vật liệu cụ thể và xem liệu vật liệu đó có thể được áp dụng trong một môi trường cụ thể hay không." Điện toán lượng tử có thể thay đổi hoàn toàn trạng thái của các vấn đề ở đây.
“Trong tương lai, tôi càng thấy hứng thú hơn với các cách sản xuất mới, cách tạo vật liệu mới và quy trình sản xuất mới thông qua mô phỏng máy tính, vì sức mạnh tính toán khổng lồ chỉ có thể đạt được bằng cách sử dụng máy tính lượng tử.”
Theo Dakwino, một số ứng dụng của graphene có công nghệ tiên tiến hơn, trong khi những ứng dụng khác thì ít hơn. Ví dụ, vật liệu tổng hợp gốm dựa trên ma trận có thể được cải thiện bằng cách tích hợp các tấm graphene để củng cố vật liệu và tăng sức bền cơ học của nó trong khi giảm trọng lượng của nó. “Ví dụ, nếu chúng ta đang nói về vật liệu tổng hợp,” Dakvino tiếp tục, “hoặc nói theo thuật ngữ chung nhất, về vật liệu được gia cố bằng cách thêm graphene, thì chúng ta sẽ có được vật liệu thực và quy trình sản xuất hàng loạt của chúng, nếu không phải là ngày mai, nhưng có thể trong năm năm tới”.
“Đây là lý do tại sao graphene rất thú vị đối với các hệ thống bảo vệ tên lửa đạn đạo. Không phải vì graphene có thể được sử dụng làm áo giáp. Nhưng nếu bạn sử dụng graphene trong áo giáp của mình như một vật liệu gia cố, thì nó có thể trở nên mạnh hơn cả Kevlar."
Các lĩnh vực ưu tiên, ví dụ, các hệ thống tự động và cảm biến, cũng như các khu vực quân sự có nguy cơ cao, chẳng hạn như dưới nước, không gian và điều khiển học, hầu hết đều phụ thuộc vào các vật liệu tiên tiến mới và giao diện của công nghệ nano và vi mô với công nghệ sinh học, "tàng hình" vật liệu, vật liệu phản ứng và hệ thống tạo và lưu trữ năng lượng.
Siêu vật liệu và công nghệ nano như graphene và ống nano carbon đang phát triển nhanh chóng ngày nay. Trong các công nghệ mới này, quân đội đang tìm kiếm các cơ hội mới, khám phá các ứng dụng của chúng và các rào cản tiềm ẩn, vì họ buộc phải cân bằng giữa nhu cầu của chiến trường hiện đại và các mục tiêu nghiên cứu dài hạn.
