Современные технологии в экипировке солдат

Городской конкурс проектов младших школьников

«Гости из будущего»

Проект

«Новейшие  технологии  для экипировки солдат»

Выполнили:

ученики 3 «Г» класса

МБОУ «СОШ№7»

Сакевич Максим,

Капустенко Кирилл,

Куницына Валерия,

Кобенко Анна,

Шпак Кирилл

Руководитель:

Кокотеева Лариса Сергеевна,

Учитель начальных классов

Когалым

2013 г.

Аннотация

Ведущим замыслом проекта, является заинтересовать и показать детям как  в современном мире развивается наука; пополнить знания детей  о техническом прогрессе, рассказать, что  будущее за нанотехнологиями, их применение востребовано и незаменимо.                                                                                                              

        Учитывая, значимость данной проблемы основной целью проекта,  является показать неограниченные возможности современной науки и техники в развитии нанотехнологий, познакомить сверстников с современными достижениями и пробудить интерес к проблеме нанотехнологий.

  Практическая значимость проекта предусматривает диагностическую деятельность, тематическое планирование, создание развивающей среды, разработка материала для сайта класса,  подготовка фантастических проектов будущего, пока только на бумаге, оформление стенгазеты «Микророботы будущего».
Проведенная работа заключается в том, что работающие над этой темой ученики и слушатели узнают много нового из этой сферы. Все материалы по данной теме  позволили расширить кругозор в данной области, познакомиться с новейшими достижениями науки и техники. Повысит интерес ребят к научным разработкам в сфере военного комплекса.

Оглавление

Введение ……………………………………………………………………………1

Глава 1……………………………………………………………………………….2

1.1.История развития нанотехнологий………………………………………….....2

1.2. Костюм Скорпиона……………………………………………………………..3

1.3. Умная пыль……………………………………………………………………..5

Глава 2………………………………………………………………………………..6

2.1.Социологический опрос………………………………………………………...6

Заключение …………………………………………………………………………..7

Список используемых источников………………………………………………….8

Приложения…………………………………………………………………………..9

Введение

       Прогресс не стоит на месте, и с каждым десятилетием общество получает новую волну технического прогресса. Одно из главных на сегодняшний день направлений прогресса - это нанотехнологии. Они проявляются везде: в медицине, в досуге. Мы  рассмотрим применение нанотехнологий в военном деле. Сейчас «война» идет на фланге науки, которая выдвигает новые технологии, материалы и их свойства. Также особое внимание теперь уделяется экипировке солдат: легкие и прочные бронежилеты, приборы ночного видения, ультрасовременные приборы связи и навигации, новые способы оказания медицинской помощи, новые технологии в снабжении солдат. Открыть новое поле в разработке всего выше сказанного помогают нанотехнологии.

 Проблема: будущее за нанотехнологиями, их применение востребовано и незаменимо.                                                                                                              

Гипотеза исследования: нанотехнологии используются во всех сферах, давая новые возможности и помогая решать самые сложные задачи. 
       Цель проекта: показать неограниченные возможности современной науки и техники в развитии нанотехнологий, познакомить сверстников с современными достижениями и пробудить интерес к проблеме нанотехнологий.

Задачи проекта:

- познакомиться с историей развития нанотехнологий;

- изучить практическое значение разработок нанотехнологий в военном деле для экипировки солдат;

- провести тестирование среди учителей, родителей,  старшеклассников и учеников начальной школы с целью выявления уровня осведомленности по данной теме.

Объект исследования: нанотехнологии.

Предмет исследования: новейшие технологии для экипировки солдат.

 Методы исследования: сбор материала по теме, его анализ и обработка, оформление работы, тестирование, создание презентации.

Выход проектного продукта: стенгазета в школе, проведение классных часов для младших школьников.

Практическая значимость работы заключается в том, что работающие над этой темой ученики и слушатели узнают много нового из этой сферы. Данная работа позволит расширить кругозор в данной области, познакомиться с новейшими достижениями науки и техники. Повысит интерес ребят к научным разработкам в сфере военного комплекса.

Глава 1 

1.1.История развития нанотехнологий.

Отцом нанотехнологии можно считать греческого философа Демокрита. Примерно в 400 г. до н.э. он впервые использовал слово "атом", что в переводе с греческого означает "неделимый", для описания самой малой частицы вещества. В 1661 году ирландский химик Роберт Бойль опубликовал статью, в которой раскритиковал утверждение Аристотеля, согласно которому все на Земле состоит из четырех элементов - воды, земли, огня и воздуха. Бойль утверждал, что все состоит из "корпускул" - сверхмалых деталей, которые в разных сочетаниях образуют различные вещества и предметы.

То, что теперь называют нанообъектами, нанотехнологиями человек давно использовал в своей жизни. Египтяне, греки и римляне использовали наночастицы для создания красителей ещё несколько тысяч лет назад. В исследованиях проведённых в Центре исследований и реставрации французских музеев, установлено, что древние косметологи использовали соединения на основе свинца, из которых делали частички диаметром всего в 5 нанометров!
Вот еще один из наиболее ярких примеров — это разноцветные стекла. Например, созданный еще IV веке н.э. кубок Ликурга, хранящийся в Британском музее, при освещении снаружи — зеленый, но если освещать его изнутри — то он пурпурно-красный. Как показали недавние исследования с помощью электронной микроскопии, этот необычный эффект обусловлен наличием в стекле наноразмерных частиц золота и серебра.

Сначала люди изучали обычный мир, для наблюдения которого не надо было особых приборов. Благодаря появлению микроскопа в конце XIX века ученые стали проникать внутрь атома, изучать его строение. В 1909 г. используя альфа-частицы.  

В самом широком смысле раскрыли Нанотехнологии – это исследования и разработки на атомном, молекулярном и макромолекулярном уровне в масштабе размеров от одного до ста нанометров. Создание и использование искусственных структур, устройств и систем, которые в силу своих сверхмалых размеров обладают существенно новыми свойствами и функциями.(Приложение 1,2,3,4,5,6) Сторона нанотехнологии, которые нас интересуют, является создание в военном вооружении, образцов приборов устройств или их элементов крайне малых размеров, это дает возможность создавать маленькие самолеты разведчики, приборы связи и наблюдения, новые  медицинские приборы.      

1.2. Костюм Скорпиона

Практическое применение нанотехнологий, как и всяких новинок, первыми ищут  военные.  В России первые наноразработки тоже были связаны с оружием, но долгое время они оставались теоретическими. В 90-е годы, когда сворачивались фундаментальные исследования, наноразработки были приостановлены.   Недавно  принятая государственная  программа развития нанотехнологий, строятся центры, приглашаются лучшие ученые.

В мире уже созданы Институты солдатских нанотехнологий – для разработки вооружения и экипировки «солдата будущего». В настоящее время новая униформа видится разработчикам следующим образом. Американские ученые создали первый прототип костюма, который «...не человек будет носить, а костюм будет носить солдата...»  (Приложение 7).При этом новая униформа, получившая название "костюм скорпиона"   будет весить не более 22,5 кг, что намного удобнее сегодняшнего комплекта оборудования,  весящего в совокупности 54 кг.  Например, одежда у него будет толщиной всего несколько миллиметров. Ее планируют создать на основе нановолокна из нанополиуретана, по структуре очень напоминает паутину. Броня будет интегрирована с емкостями для хранения воды, боеприпасов, источников питания и всего того, что обеспечит солдату подключение к сети.  

Жесткость костюму будут обеспечивать наночастицы, присоединяющиеся к определенным участкам волокон, соединяя их между собой. Такая броня сможет принять неограниченное количество пуль, в то время как современные бронежилеты после попадания определенного количества пуль приходят в негодность. Пульс, давление, температуру солдата считывают микроскопические датчики в костюме, данные передаются врачу, который находится в сотнях километров от места боевых действий. Сама униформа будет включать медицинские жгуты, которые при необходимости могут дистанционно затягиваться или ослабляться. Тот дает «костюму» команду сделать необходимые инъекции. «Костюм» же предупредит солдата о химической или биологической атаке.

Приказы солдату будут приходить, отображаясь на защитном стекле его шлема. Шлем заменит ему и бинокль, и прибор ночного видения. В рюкзаке за спиной солдата разместится аппаратура глобальной системы позиционирования, которая не позволит ему заблудиться даже в самой сложной местности. (Приложение 8)
Экипировку «солдата будущего» планируется создать к 2020 году. Однако к этому времени она может уже устареть, так как параллельно с ней разрабатываются боевые нанороботы, которые должны заменить солдат на поле боя. Боевые роботы будут действовать на земле и в воздухе.

Во многих странах уже объявили о замене в будущем традиционных солдат нанороботами, среди которых большое место занимают именно микроскопические. Элементами этой системы станут легкие танки, мощные компьютерные сети, а также мощный флот, состоящий из дистанционно управляемых летательных аппаратов и роботов. Например, беспилотные летательные аппараты (БПЛА) разбросают тысячи мельчайших наносенсоров на территории противника, которые все об этом противнике расскажут. 

1.3. Умная пыль

Первый тестовый комплект «умной пыли» под названием SmartMesh состоит из 12 миниатюрных устройств, называемых «пылинками». Цена всего комплекта, включающего сами устройства и ПО, составляет $4950 тыс. Устройства связаны беспроводными линиями передачи и могут передавать данные с сенсоров, контролирующих температуру, скорость ветра, влажность либо иные параметры. Фактически они представляют собой беспроводные роутеры с батарейным питанием. С их помощью можно создавать, например, системы управления производственными процессами либо охранные системы.

Скорость обмена данными у «пылинок» относительно низка, что позволяет обеспечить низкое энергопотребление и питание от автономных источников. (Приложение 9)

Каждая «пылинка» представляет собой узел беспроводной сети обмена данными с ультранизким энергопотреблением. Еще одно отличие — в том, что разработанная технология, позволяющая держать устройства в выключенном состоянии большую часть времени. Новая технология позволила добиться ошеломляющего результата — отдельная «пылинка» на батарейках АА без их замены может проработать три года.            Это позволит, в частности, повысить эффективность производства, создать более надежные охранные системы (оснастить датчиками вибрации весь охраняемый периметр).

Глава 2

2.1. Социологический опрос

Мы слышим о нанотехнологиях с экранов телевизоров и по радио, читаем о них в газетах, журналах и сети Интернет. А что мы знаем о них на самом деле?

 Мы решили спросить три поколения людей в нашей школе и дома: это наши учителя и родители – старшее поколение, ученики  9-11 классов – среднее поколение и ученики 3-4 классов – младшее поколение. Количество опрашиваемых были равны, по 10 человек. Мы составили 7 вопросов. Наши выводы таковы: все 100% опрашиваемые знакомы с какими-либо нанотехнологиями или слышали о них.
   Около 27%  всех опрашиваемых не интересуются нанотехнологиями, а 37% - все равно. Но 43% - интересуются и посещают сайты, на которых рассказывается о достижениях современных нанотехнологий. А вот 80% учеников 3-4 классов не привлекают данная информация.

Но вот, что интересно, именно младшее поколении в 100% считают, что нанотехнологии помогут им в жизни, а старшее поколение – всего лишь 30%. Но ученики 3-4 классов не догадываются, что новые технологии помогут им не только в повседневной жизни, но и в профессии, только 1(10%) человек из 10 твердо заявил, что за нанотехнологиями стоит будущее во всех профессиях. А вот большинство из среднего поколения (60%) уверены, что нанотехнологии «перекроят» все будущие профессии. Из старшего поколения только 20% уверены в этом. Но самое главное, что 90% всех опрошенных хотели бы получать больше информации о  нанотехнологиях.

И поэтому мы создали на  сайте класса рубрику «Нанотехнологии в военной экиперовке», на котором будем размещать информацию о наших исследованиях в области нанотехнологий. А так как интерес возрастает к нашей теме проекта, то мы будем продолжать изучать и исследовать достижения нанотехнологий по различным направлениям.

Заключение

Масштаб исследований и рост числа полуфантастических проектов сдерживаются лишь гипотетической опасностью – пока неизвестна токсичность  наноматериалов.

Наноуровень представляет собой переходную область от уровня молекулярного, образующего базис существования всего живого, состоящего из молекул, к уровню Живого. Природа давно придумала и использует в живых системах супрамолекулярные структуры. Мы же далеко не всегда можем понять, а тем более повторить то, что Природа делает легко и непринужденно.

Нанотехнологии перевернут мир, как раньше перевернули его информационные технологии. Сначала человек превратил цифру в информацию, что привело к появлению компьютеров. Теперь мы превратим с помощью нанотехнологий в цифру саму материю. Материальная сфера будет полностью оцифрована, аналоговый мир устареет.

Ученые, которые работают в области нанотехнологий, неизбежно уйдут от узкой специализации. Самое главное, чтобы все эти изобретения не разрушили, а помогали всем людям на планете.

Список используемых источников:
Деловая газета СитСити http://citcity.ru/4884/ ссылка действительна на 10.02.2011

1. Сайт №1 о нанотехнологиях в России nanonews.net. Николай Поросков, записи из блога на 10.02.2011 http://www.nanonewsnet.ru/blog/nikst/nanogonka-vooruzhenii
2. Русский сайт о жизни в Америке

 http://www.rosconcert.com/common/arc/story.php/52703 

3. Российский сайт ядерного не распространения http://nuclearno.ru/text.asp?9628 
   Википедия - свободная энциклопедия
4. Фуллерены http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%E0%EA%E8%E1%EE%EB
5. Графен http://ru.wikipedia.org/wiki/%C3%F0%E0%F4%E5%ED
6. Нанокристаллыhttp://ru.science.wikia.com/wiki/%D0%9D%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%BA%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB
7. Аэрогель http://ru.wikipedia.org/wiki/%C0%FD%F0%EE%E3%E5%EB%FC
8. Наноаккумуляторhttp://ru.wikipedia.org/wiki/%CD%E0%ED%EE%F2%E5%F5%ED%EE%EB%EE%E3%E8%FF

Приложение 1

 фуллерен С60
Приложение 2

 Графен. 

Приложение 3

Нанотрубки Углерода

Приложение 4

Нанокристалы оксида титана

Приложение 5

Аэрогель.

Приложение 6

 Solver

Приложение7
 Американские ученые создали первый прототип костюма, который «...не человек будет носить, а костюм будет носить солдата...». 

Приложение 8

Приложение 9

Архитектура сетей на основе «умной пыли»

Приложение 9

 Социальный опрос

1. Знаете ли Вы что-нибудь о «нанотехнологиях»?

1. Да
2. нет

2. Какое у Вас отношение к «нанотехнологиям»?

1. Не интересуюсь
2. Мне нравится изучать что-то новое
3. Все равно

3.  Как вы считаете, помогают ли нанотехнологии в военной сфер?

1. Да
2. Нет

4.Как Вы считаете, помогут ли Вам нанотехнологии в жизни?

1. Да
2. Нет

5.Как Вы считаете, помогут ли Вам нанотехнологии в профессии?

1. Да
2. Нет

6.Хотели ли бы Вы получать большую информацию о нанотехнологиях?

1. Да
2. Нет