Nanotechnologie a námořnictvo
Jak vojenští výzkumníci aplikují nanotechnologii ve válce na moři.
![Nanotechnologie a námořnictvo](/content/images/size/w2000/2023/05/Nanotechnology-and-the-Navy-PIC-A.jpg)
Nanomateriály budou hrát klíčovou roli při navrhování a výrobě jak lodí, tak ponorek.
Námořní lodě nové generace, stejně jako pozemní vojenská technika, se budou spoléhat na vysokou pevnost a nízkou hmotnost, které může poskytnout použití nanomateriálů. Nanotechnologie může napomoci vychýlení radarům (jaké jsou nasazeny v letadlech typu stealth) a také při výrobě antikorozních a antivegetativních nátěrů.
Mezi klíčové prvky nanotechnologie v námořních lodích patří:
Vylepšená rychlost a ovladatelnost.
Navzdory pokrokům ve vývoji kompozitních materiálů pro malé, vysoce výkonné lodě a rekreační lodě (typicky sendvičový design s PVC jádrem, uhlíkovými vlákny a vinylovým laminátem), jsou větší lodě stále vyráběny z oceli.
![](https://blog.polymernanocentrum.cz/content/images/2023/05/Nanotechnology-and-the-Navy-PIC-B.jpg)
To je způsobeno neúměrnými náklady, bezpečnostními úvahami a složitostí stavby lodí z kompozitů.
Slitiny nanohliníku v hliníku a polymerech však poskytují nízkou hmotnost, vysokou pevnost a robustní struktury, díky nimž se lodě pohybují rychleji a lépe se ovládají na rozbouřeném moři.
![](https://blog.polymernanocentrum.cz/content/images/2023/05/Nanotechnology-and-the-Navy-PIC-C.jpg)
Technologický pokrok ve stavbě lodí znamená, že švédské námořnictvo nedávno postavilo pět lodí třídy Visby v loděnici Saab Kockums pomocí kompozitních materiálů. Každá loď měřila 73 m na délku, ale byla o 50 % lehčí než ocel ekvivalentní pevnosti. To znamená vyšší maximální rychlost a lepší manévrovatelnost a je to předzvěst toho, jak kompozity z nanomateriálů ovlivní design a výkon lodi.
Nátěry odolné proti opotřebení.
Kompozitní nátěry s nanokeramickými oxidy hliníku a titanu (Al2O3-TiO2) nabízejí odolnost proti prasklinám a chemikáliím (například proti solné korozi). Jsou odolné a lze je upravit, aby se omezilo poškození extrémními teplotami.
Nátěry vylepšené nanomateriály již prokazují svou hodnotu i za hranicemi vysokých nároků námořnictva a pomáhají chránit širokou škálu konstrukcí, vozidel a strojů. Podle průmyslového časopisu Ship Technology: „Ve všech průmyslových odvětvích v USA se samotné náklady na korozi odhadují na více než 1 bilion dolarů ročně.
Antivegetativních nátěry.
Nátěry vylepšené nanočásticemi mědi mohou omezit obrůstání vilejši a jinými mořskými živočichy.
Jak poznamenává nedávná zpráva z nanotechnologického časopisu Azo-Nano, „[Studie] koordinovaná španělským technologickým centrem IDONIAL nalezla řadu produktů vyvíjených různými společnostmi, které využívaly nanotechnologická řešení pro řešení koroze a biologického obrůstání. Ty zahrnovaly nano přísady, jako je nano-ZnO, nanooxid hlinitý a nanosilika. ”
![](https://blog.polymernanocentrum.cz/content/images/2023/05/Nanotechnology-and-the-Navy-PIC-D.jpg)
EMI stínění a sonarové návnady.
Kompozity uhlíkových nanotrubic lze použít k vychýlení sonaru nebo k odvodu přilétajících torpéd vysíláním napodobovacích signálů v podvodních návnadách. Nanomateriály mohou také ovlivnit elektromagnetické vlastnosti, a tak mohou pomoci zmást letadla a drony vybavené detektory magnetických anomálií.
Maskování.
Tenké povrchové vrstvy nanobublin by mohly být potenciálně používany jako nástroje pro maskování na ponorkách.
Je zajímavé, že USA skutečně vyvinuly loď s maskovací schopností. Sea Shadow byl experimentální projekt zahájený v roce 1993, který byl schopen vyhnout se radarové detekci. Tím však ponechal v oceánu prázdné místo, které mohli nepřátelští operátoři radaru snadno detekovat jako loď. Ve skutečnosti, neviditelnost Sea Shadow pro radar jej skutečně zviditelnila a projekt nepřesáhl rámec prototypu.
![](https://blog.polymernanocentrum.cz/content/images/2023/05/Nanotechnology-and-the-Navy-PIC-E.jpg)
Z tohoto důvodu se většina „neviditelných“ lodí a letadel zaměřuje pouze na omezenou viditelnost pro radar, aby se zvětšila distance před tím než budou odháleny.
Ohnivzdornost.
Oheň byl na lodích a ponorkách vždy nebezpečný, ale může být lépe kontrolován použitím kompozitů obsahujících nanoaluminiumsilikáty v polymerní matrici.
Účinnost paliva.
Aditiva s využitím nanočástic mohou pomoci lodím cestovat na větší vzdálenosti s menším množstvím paliva. Například inovace založené na nanotechnologiích se používají k vývoji topných olejů, které obsahují oddělenou na molekulární úrovni síru. Toho lze dosáhnout vývojem uhlíkových nanotrubic, které budou fungovat jako adsorbenty pro odsíření paliv.
![](https://blog.polymernanocentrum.cz/content/images/2023/05/Nanotechnology-and-the-Navy-PIC-F.jpg)
Civilní námořní sektor již vyhrál díky řadě technologických vynálezů, které přinesly pokrok ve výzkumu a vývoji v nanoměřítku.
Vzhledem k inovativní povaze války je přirozeně, že armáda mnohé z těchto vynálezů přizpůsobuje pro své účely. Navíc nanotechnologie se pravděpodobně stanou startovací rampou pro válečné lodě nové generace díky použití v elektronice nebo dokonce v výrobě zařízení pro autonomní výrobu energie.
Zdroj foto: Robert Gunnerson on Unsplash, Mark Konig, Chinfo, Anne Nygard, & Red Charlie, Patrick from Pixabay