Ang posibilidad ng paglikha ng isang materyal na may negatibong anggulo ng repraksyon ay hinulaang noong 1967 ng pisiko ng Sobyet na si Viktor Veselago, ngunit ngayon lamang ang mga unang sample ng mga tunay na istruktura na may tulad na mga katangian ay lilitaw. Dahil sa negatibong anggulo ng repraksyon, ang mga sinag ng ilaw ay yumuko sa paligid ng bagay, ginagawa itong hindi nakikita. Kaya, napansin lamang ng nagmamasid kung ano ang nangyayari sa likod ng likod ng taong nakasuot ng "kamangha-manghang" balabal.
Upang makakuha ng isang gilid sa larangan ng digmaan, ang mga modernong pwersang militar ay nagiging mga nakakagambalang kakayahan tulad ng advanced body armor at sasakyan na nakasuot, at nanotechnology. makabagong pagbabalatkayo, bagong mga aparato sa kuryente, super-nagtitipon at "matalino" o reaktibong proteksyon ng mga platform at tauhan. Ang mga sistemang militar ay nagiging mas kumplikado, ang mga bagong advanced na multifunctional at dalawahang gamit na materyales ay binuo at ginagawa, at ang miniaturisasyon ng mabibigat na tungkulin at kakayahang umangkop na electronics ay nagaganap sa pamamagitan ng mga paglukso at hangganan.
Kasama sa mga halimbawa ang nangangako na mga materyales na nagpapagaling sa sarili, mga advanced na materyales na pinaghalo, mga ceramic na gumagana, mga materyal na electrochromic, mga materyal na "cyber-Shielding" na tumutugon sa pagkagambala ng electromagnetic. Inaasahan silang maging sandalan ng mga nakakagambalang teknolohiya na hindi mababago na mababago ang battlefield at ang likas na katangian ng mga away sa hinaharap.
Ang mga advanced na materyal na advanced na henerasyon, tulad ng metamaterial, graphene at carbon nanotubes, ay bumubuo ng mahusay na interes at pamumuhunan dahil mayroon silang mga katangian at pag-andar na hindi matatagpuan sa likas na katangian at angkop para sa mga application ng pagtatanggol at gawain na isinagawa sa matindi o pagalit na mga puwang. Gumagamit ang nanotechnology ng mga materyal na sukat ng nanometer (10-9) upang mabago ang mga istruktura sa antas ng atomic at molekular at lumikha ng iba't ibang mga tisyu, aparato o system. Ang mga materyal na ito ay isang napaka-promising lugar at sa hinaharap ay maaaring magkaroon ng isang seryosong epekto sa pagiging epektibo ng labanan.
Mga Metamaterial
Bago magpatuloy, tukuyin natin ang mga metamaterial. Ang Metamaterial ay isang pinaghalo-hiwalay na materyal, ang mga pag-aari na kung saan ay natutukoy hindi gaanong sa pamamagitan ng mga katangian ng mga nasasakupang elemento tulad ng isang artipisyal na nilikha na pana-panahong istraktura. Artipisyal na nabuo at espesyal na nakabalangkas ng media na may mga electromagnetic o acoustic na katangian na mahirap makamit sa teknolohiya, o hindi matatagpuan sa likas na katangian.
Ang Kymeta Corporation, isang subsidiary ng Intellectual Ventures, ay pumasok sa merkado ng pagtatanggol noong 2016 kasama ang mTenna metamaterial antena. Ayon sa direktor ng kumpanya na Nathan Kundz, ang isang portable antena sa anyo ng isang transceiver antena ay may bigat na humigit-kumulang 18 kg at kumonsumo ng 10 watts. Ang kagamitan para sa metamaterial antennas ay tungkol sa laki ng isang libro o netbook, walang mga gumagalaw na bahagi, at ginawa sa parehong paraan tulad ng mga monitor ng LCD o mga screen ng smartphone gamit ang teknolohiya ng TFT.
Ang mga metamaterial ay binubuo ng mga subwavelength microstruktur, iyon ay, mga istruktura na ang mga sukat ay mas mababa sa haba ng daluyong ng radiation na dapat nilang kontrolin. Ang mga istrukturang ito ay maaaring gawin mula sa mga di-magnetikong materyales tulad ng tanso at nakaukit sa isang fiberglass PCB substrate.
Ang mga metamaterial ay maaaring likhain upang makipag-ugnay sa mga pangunahing bahagi ng electromagnetic waves - pare-pareho ang dielectric at magnetic permeability. Ayon kay Pablos Holman, isang imbentor sa Intellectual Ventures, ang mga antena na nilikha gamit ang metamaterial na teknolohiya ay maaaring hulihin ang mga cell tower, mga linya ng linya ng telepono, at coaxial at fiber optic cables.
Ang mga tradisyunal na antena ay naka-tono upang maharang ang kinokontrol na enerhiya ng isang tukoy na haba ng daluyong, na nagpapalakas ng mga electron sa antena upang makabuo ng mga de-koryenteng alon. Kaugnay nito, ang mga naka-encode na signal na ito ay maaaring ipakahulugan bilang impormasyon.
Masalimuot ang mga modernong sistema ng antena dahil ang iba't ibang mga frequency ay nangangailangan ng ibang uri ng antena. Sa kaso ng mga antena na gawa sa metamaterial, pinapayagan ka ng layer ng ibabaw na baguhin ang direksyon ng baluktot ng mga electromagnetic na alon. Ipinapakita ng mga metamaterial ang parehong negatibong dielectric at negatibong mga magnetic permeibility at samakatuwid ay mayroong isang negatibong repraktibo na index. Ang negatibong repraktibong indeks na ito, na hindi matatagpuan sa anumang natural na materyal, ay tumutukoy sa pagbabago ng mga electromagnetic na alon kapag tumatawid sa hangganan ng dalawang magkakaibang media. Kaya, ang tatanggap ng isang metamaterial antena ay maaaring i-electronically tuned upang makatanggap ng iba't ibang mga frequency, na ginagawang posible para sa mga developer na makamit ang broadband at mabawasan ang laki ng mga elemento ng antena.
Ang mga metamaterial sa loob ng naturang mga antena ay pinagsama sa isang flat matrix ng makapal na naka-pack na indibidwal na mga cell (halos kapareho ng paglalagay ng mga pixel sa isang TV screen) na may isa pang flat matrix ng parallel na mga hugis-parihaba na waveguide, pati na rin ang isang module na kumokontrol sa paglabas ng alon sa pamamagitan ng software at pinapayagan ang antena na matukoy ang direksyon ng radiation.
Ipinaliwanag ni Holman na ang pinakamadaling paraan upang maunawaan ang mga merito ng metamaterial antennas ay upang masusing tingnan ang mga pisikal na aperture ng antena at ang pagiging maaasahan ng mga koneksyon sa Internet sa mga barko, eroplano, drone at iba pang mga gumagalaw na sistema.
"Ang bawat bagong satellite ng komunikasyon na inilunsad sa orbit sa mga araw na ito," patuloy ni Holman, "ay may higit na kapasidad kaysa sa konstelasyon ng mga satellite ay nagkaroon lamang ng ilang taon. Mayroon kaming isang malaking potensyal para sa wireless na komunikasyon sa mga satellite network na ito, ngunit ang tanging paraan lamang upang makipag-usap sa kanila ay kumuha ng isang satellite dish, na malaki, mabigat at mahal upang mai-install at mapanatili. Sa pamamagitan ng isang antena batay sa mga metamaterial, maaari kaming gumawa ng isang patag na panel na maaaring patnubayan ang sinag at direktang magtuon sa satellite.
"Limampung porsyento ng oras na ang steerable antena na pisikal ay hindi nakatuon sa satellite at epektibo kang offline," sabi ni Holman. "Samakatuwid, ang isang metamaterial antena ay maaaring maging kapaki-pakinabang lalo na sa kontekstong pang-dagat, dahil ang ulam ay pisikal na kinokontrol upang idirekta ito sa satellite, dahil ang barko ay madalas na nagbabago ng kurso at patuloy na umuuga sa mga alon."
Bionics
Ang pag-unlad ng mga bagong materyales ay gumagalaw din patungo sa paglikha ng mga kakayahang umangkop na mga multifunctional system na may mga kumplikadong hugis. Narito ang isang mahalagang papel na ginagampanan ng inilapat na agham sa paglalapat ng mga prinsipyo ng samahan, mga pag-aari, pag-andar at istraktura ng likas na pamumuhay sa mga teknikal na aparato at system. Ang Bionics (sa Western panitikan biomimetics) ay tumutulong sa isang tao na lumikha ng orihinal na mga teknikal na sistema at proseso ng teknolohikal batay sa mga ideya na natagpuan at hiniram mula sa kalikasan.
Ang US Navy's Submarine Warfare Research Center ay sumusubok sa isang autonomous mine search aparatus (APU) na gumagamit ng mga prinsipyong bionic. ginaya ang galaw ng buhay dagat. Ang Razor ay 3 metro ang haba at maaaring dalhin ng dalawang tao. Ang mga electronics nito ay nagkoordina ng gawain ng apat na pakpak na pakpak at dalawang mga after na tagabunsod. Ang gumagalaw na paggalaw ay ginagaya ang mga paggalaw ng ilang mga hayop, tulad ng mga ibon at pagong. Pinapayagan nitong mag-hover ang APU, magsagawa ng tumpak na pagmamaneho sa mababang bilis at maabot ang matataas na bilis. Pinapayagan din ng maneuverability na ito ang Razor na madaling muling iposisyon ang sarili at lumutang sa paligid ng mga bagay para sa 3D imaging.
Ang US Navy Research Agency ay pinopondohan ang pag-unlad ng Pliant Energy Systems ng isang prototype para sa opsyonal na autonomous na Velox submersible, na pinapalitan ang mga propeller ng isang sistema ng maraming iba't ibang, hindi linear, tulad ng mga palikpik na papel na bumubuo ng paulit-ulit na ramp-like undoting na paggalaw. Ang aparato ay nagko-convert ng mga paggalaw ng electroactive, wavy, kakayahang umangkop na mga palikpik polimer na may planar hyperbolic geometry sa paggalaw ng translational, malayang gumagalaw sa ilalim ng tubig, sa mga alon ng surf, sa buhangin, sa dagat at mga halaman na terrestrial, sa mga madulas na bato o yelo.
Ayon sa tagapagsalita ng Pliant Energy Systems, ang undulate forward na galaw ay pumipigil sa pagkakagulo sa siksik na halaman, dahil walang umiikot na mga bahagi, habang pinapaliit ang pinsala sa mga halaman at latak. Ang bapor na mababa ang ingay, na pinapatakbo ng isang baterya ng lithium-ion, ay maaaring mapabuti ang buoyancy nito upang mapanatili ang posisyon nito sa ilalim ng yelo, habang maaari itong makontrol nang malayuan. Ang mga pangunahing gawain nito ay: komunikasyon, kabilang ang GPS, WiFi, radyo o mga satellite channel; pangangalap ng talino at impormasyon; paghahanap at pagsagip; at pag-scan at pagkilala ng min.
Ang pag-unlad ng nanotechnology at microstruktur ay napakahalaga rin sa mga teknolohiyang bionic, ang inspirasyon kung saan kinuha mula sa kalikasan upang gayahin ang mga pisikal na proseso o i-optimize ang paggawa ng mga bagong materyales.
Ang US Navy Research Laboratory ay bumubuo ng isang transparent polymer na kalasag na may isang layered microstructure na katulad ng chitinous shell ng crustaceans, ngunit ginawa mula sa mga materyal na plastik. Pinapayagan nito ang materyal na manatiling naaayon sa isang malawak na saklaw ng temperatura at karga, na pinapayagan itong magamit upang maprotektahan ang mga tauhan, nakatigil na platform, sasakyan at sasakyang panghimpapawid.
Ayon kay Yas Sanghera, pinuno ng mga materyal na optikal at aparato sa laboratoryo na ito, ang proteksyon na magagamit sa merkado ay karaniwang gawa sa tatlong uri ng plastik at hindi makatiis ng isang daang porsyento ng isang 9-mm na bala na pinaputok mula 1-2 metro at lumilipad mula sa bilis 335 m / s
Ang Transparent armor na binuo ng laboratoryo na ito ay nagbibigay-daan sa 40% na pagbawas sa masa habang pinapanatili ang integridad ng ballistic at sumisipsip ng 68% na lakas ng bala. Ipinaliwanag ni Sanghera na ang nakasuot na sandata ay maaaring maging perpekto para sa maraming mga aplikasyon ng militar, tulad ng mga sasakyang protektado ng minahan, mga nakasuot na armored na sasakyan, mga supply ng sasakyan at mga bintana ng sabungan ng sasakyang panghimpapawid.
Ayon kay Sanghera, nilalayon ng kanyang laboratoryo, batay sa mga mayroon nang pag-unlad, upang lumikha ng isang light conformal transparent armor na may mga multi-impact na katangian at makamit ang pagbawas ng timbang na higit sa 20%, na magbibigay ng proteksyon laban sa mga bala ng rifle na kalibre 7, 62x39 mm.
Ang DARPA ay nagkakaroon din ng transparent na Spinel armor na may mga natatanging katangian. Ang materyal na ito ay may mahusay na mga multi-epekto na katangian, mataas na tigas at paglaban ng pagguho ng lupa, nadagdagan ang paglaban sa panlabas na mga kadahilanan; nagpapadala ito ng mas malawak na medium-wave infrared radiation, na nagdaragdag ng mga kakayahan ng mga night vision device (ang kakayahang makakita ng mga bagay sa likod ng mga salamin na ibabaw), at may bigat din na kalahati ng bigat ng tradisyonal na bala na hindi tinatabangan ng bala.
Ang aktibidad na ito ay bahagi ng programa ng Atoms to Product (A2P) ng DARPA, na "bubuo ng mga teknolohiya at proseso na kinakailangan upang tipunin ang mga partikulo ng nanoscale (malapit sa laki ng atomic) sa mga system, sangkap o materyales kahit na sa isang sukat ng millimeter."
Sa nakaraang walong taon, nakamit ng Ahensya ang pagbawas sa kapal ng base transparent na nakasuot mula 18 cm hanggang 6 cm, habang pinapanatili ang mga katangian ng lakas, ayon sa pinuno ng A2P na programa sa DARPA, John Maine. Binubuo ito ng maraming iba't ibang mga layer, "hindi lahat ng mga ito ceramic at hindi lahat ng mga ito plastik o baso", na kung saan ay adhered sa backing materyal upang maiwasan ang pag-crack. "Dapat mong isipin ito bilang isang sistema ng pagtatanggol, hindi bilang isang monolitikong piraso ng materyal."
Ang salamin ng Spinel ay ginawa para sa pag-install sa mga prototype ng American Army FMTV (Family of Medium Tactical Vehicles) na mga trak para sa pagsusuri ng Armored Research Center.
Sa ilalim ng programa ng A2P, iginawad ng DARPA ang Voxtel, isang Oregon Institute for Nanomaterial at Microelectronics, isang $ 5.59 milyong kontrata sa pagsasaliksik sa mga proseso ng pagmamanupaktura na nagmula sa nano hanggang sa macro. Ang proyektong ito ng bionic ay nagsasangkot sa pagbuo ng isang synthetic adhesive na gumagaya sa mga kakayahan ng butiki ng tuko.
"Sa talampakan ng tuko, mayroong isang bagay tulad ng maliit na buhok … mga 100 microns ang haba, na sangay marahas. Sa dulo ng bawat maliit na sangay ay isang maliit na nanoplate na halos 10 nanometers ang laki. Kapag nakikipag-ugnay sa isang pader o kisame, pinapayagan ng mga plato na ito ang gecko na sumunod sa dingding o kisame."
Sinabi ni Maine na ang mga tagagawa ay hindi maaaring magtiklop ng mga kakayahang ito sapagkat hindi sila makakalikha ng mga nanosucture na sumasanga.
"Binubuo ng Voxtel ang mga teknolohiya ng produksyon na kinopya ang istrukturang ito ng biological at kinukuha ang mga katangiang biyolohikal na ito. Gumagamit ito ng mga carbon nanotube sa isang talagang bagong paraan, pinapayagan kang lumikha ng mga kumplikadong istraktura ng 3D at gamitin ang mga ito sa napaka orihinal na paraan, hindi kinakailangan bilang mga istraktura, ngunit sa iba pang mga mas nakakaimbentong paraan."
Nais ng Voxtel na bumuo ng mga advanced na mga diskarte sa pagmamanupaktura ng pandagdag na makakapagdulot ng "mga materyales na kanilang sarili na binuo sa mga kumpletong pag-andar na kumpleto, pagkatapos ay binuo sa mga kumplikadong magkakaiba-iba ng mga system." Ang mga diskarteng ito ay batay sa simulate ng simpleng mga code ng genetiko at pangkalahatang mga reaksyong kemikal na matatagpuan sa kalikasan, na nagpapahintulot sa mga molekula na magtipun-tipon mula sa antas ng atomik sa malalaking istraktura na may kakayahang ibigay ang kanilang sarili ng enerhiya.
"Nais naming bumuo ng isang advanced reusable adhesive. Nais naming makakuha ng isang materyal na may mga pag-aari ng isang epoxy adhesive, ngunit wala ang kakayahang magamit at kontaminasyon sa ibabaw, - sabi ni Main. "Ang kagandahan ng isang materyal na istilong gecko ay wala itong natira na labi at gumagana agad."
Ang iba pang mabilis na pagsulong na mga advanced na materyales ay may kasamang mga ultra-manipis na materyales tulad ng graphene at carbon nanotubes, na mayroong mga istruktura, thermal, electrical, at optical na katangian na magpapabago sa espasyo ng labanan ngayon.
Graphene
Habang ang mga carbon nanotube ay may mahusay na potensyal para sa mga aplikasyon sa mga electronic at camouflage system, pati na rin sa larangan ng biomedical, ang graphene ay "mas kawili-wili dahil nag-aalok ito, kahit papaano, sa papel, mas maraming posibilidad," sabi ni Giuseppe Dakvino, isang tagapagsalita ng European Defense Ahensya (EOA).
Ang Graphene ay isang ultra-manipis na nanomaterial na nabuo ng isang layer ng mga carbon atoms na may isang atom na makapal. Ang magaan at matibay na graphene ay may record na mataas na thermal at electrical conductivity. Maingat na pinag-aaralan ng industriya ng pagtatanggol ang posibilidad ng paggamit ng graphene sa mga aplikasyon na nangangailangan ng lakas, kakayahang umangkop at paglaban sa mataas na temperatura, halimbawa, sa mga misyon ng pagpapamuok na isinagawa sa matinding kondisyon.
Dakvino sinabi graphene "ay, hindi bababa sa teorya, ang materyal ng hinaharap. Ang dahilan kung bakit mayroong labis na kagiliw-giliw na debate ngayon ay dahil pagkatapos ng maraming taon ng pagsasaliksik sa sektor ng sibilyan, naging malinaw na talagang babaguhin nito ang mga sitwasyon ng pakikipaglaban."
"Upang mailista lamang ang ilan sa mga posibilidad: kakayahang umangkop electronics, power system, ballistic protection, camouflage, filters / membrane, high heat dissipation material, biomedical application at sensors. Ito ang, sa katunayan, ang pangunahing mga direksyon sa teknolohikal."
Noong Disyembre 2017, sinimulan ng EAO ang isang buong taon na pag-aaral ng posibleng promising mga aplikasyon ng militar ng graphene at ang epekto nito sa industriya ng pagtatanggol sa Europa. Ang gawaing ito ay pinamumunuan ng Spanish Foundation para sa Teknikal na Pananaliksik at Pagbago, kung saan ang Unibersidad ng Cartagena at ang British kumpanya na Cambridge Nanomaterial Technology Ltd. Noong Mayo 2018, isang seminar ng mga mananaliksik at eksperto sa graphene ay ginanap, kung saan natukoy ang isang roadmap para sa paggamit nito sa sektor ng pagtatanggol.
Ayon sa EOA, "Kabilang sa mga materyal na may potensyal na baguhin ang pagbabago ng mga kakayahan sa pagtatanggol sa susunod na dekada, ang graphene ay mataas sa listahan. Magaan, nababaluktot, 200 beses na mas malakas kaysa sa bakal, at ang koryenteng kondaktibiti nito ay hindi kapani-paniwala (mas mahusay kaysa sa silikon), tulad ng thermal conductivity nito."
Sinabi din ng EOA na ang graphene ay may kapansin-pansin na mga katangian sa lugar ng "pamamahala ng lagda". Iyon ay, maaari itong magamit upang makagawa ng "mga coatings na sumisipsip ng radyo, na magiging mga sasakyang militar, sasakyang panghimpapawid, mga submarino at mga pang-ibabaw na barko na halos hindi matukoy na mga bagay." Ang lahat ng ito ay gumagawa ng graphene isang lubos na kaakit-akit na materyal hindi lamang para sa industriya ng sibilyan, kundi pati na rin para sa mga aplikasyon ng militar, lupa, hangin at dagat."
Sa layuning ito, pinag-aaralan ng militar ng Estados Unidos ang paggamit ng graphene para sa mga sasakyan at pananggalang na damit. Ayon kay engineer Emil Sandoz-Rosado ng US Army Military Research Laboratory (ARL), ang materyal na ito ay may mahusay na mekanikal na katangian, ang isang atomic layer ng graphene ay 10 beses na mas mahigpit at higit sa 30 beses na mas malakas kaysa sa parehong layer ng komersyal na ballistic fiber. Napakataas ng kisame para sa graphene. Ito ang isa sa mga kadahilanan kung bakit maraming mga nagtatrabaho grupo sa ARL ang nagpakita ng interes dito, dahil ang mga katangian ng disenyo nito ay napaka-promising sa mga tuntunin ng pag-book.
Gayunpaman, mayroon ding medyo malaking paghihirap. Ang isa sa kanila ay pag-scale ng materyal; ang hukbo ay nangangailangan ng mga materyales na proteksiyon na maaaring masakop ang mga tangke, sasakyan at sundalo. “Marami pa tayong kailangan. Sa pangkalahatan, pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang milyon o higit pang mga strata na kailangan namin sa ngayon.
Sinabi ni Sandoz-Rosado na ang graphene ay maaaring magawa sa isa o dalawang paraan, alinman sa pamamagitan ng isang proseso ng pagbabalat kung saan ang mataas na kalidad na grapayt ay pinaghiwalay sa magkakahiwalay na mga layer ng atomic, o sa pamamagitan ng paglaki ng isang solong atomic layer ng graphene sa tanso foil. Ang prosesong ito ay mahusay na itinatag ng mga laboratoryo na gumagawa ng mataas na kalidad na graphene. Hindi ito lubos na perpekto, ngunit malapit ito rito. Gayunpaman, ngayon oras na upang pag-usapan ang higit sa isang layer ng atomic, kailangan namin ng ganap na produkto”. Bilang kahihinatnan, ang isang programa ay inilunsad kamakailan upang makabuo ng tuluy-tuloy na proseso ng paggawa ng graphene na pang-industriya.
"Kung ito man ay carbon nanotubes o graphene, kailangan mong isaalang-alang ang mga tukoy na kinakailangan na dapat matugunan," paalala ni Dakvino, na binabanggit na ang pormal na paglalarawan ng mga katangian ng mga bagong advanced na materyales, ang pamantayan ng mga tumpak na proseso para sa paglikha ng mga bagong materyales, ang muling paggawa ng mga prosesong ito, ang kakayahang makagawa ng buong kadena (mula sa pangunahing pananaliksik hanggang sa paggawa ng pagpapakita at mga prototype) ay nangangailangan ng maingat na pag-aaral at pagbibigay-katwiran pagdating sa paggamit ng mga materyal na tagumpay tulad ng graphene at carbon nanotubes sa mga platform ng militar.
"Ito ay hindi lamang pagsasaliksik, sapagkat kung tutuusin, kailangan mong siguraduhin na ang isang tiyak na materyal ay opisyal na inilarawan at pagkatapos ay kailangan mong tiyakin na maaaring magawa ito sa isang tiyak na proseso. Hindi ito ganoon kadali, dahil maaaring magbago ang proseso ng pagmamanupaktura, ang kalidad ng nagawang produkto ay maaaring mag-iba depende sa proseso, kaya't ang proseso ay dapat na ulitin ng maraming beses."
Ayon kay Sandoz-Rosado, ang ARL ay nakipagtulungan sa mga tagagawa ng graphene upang masuri ang kalidad ng klase ng produkto at ang kakayahang sumukat. Bagaman hindi pa malinaw kung ang tuluy-tuloy na proseso, na kung saan ay sa simula ng kanilang pormasyon, ay may isang modelo ng negosyo, naaangkop na kakayahan at kung maaari nilang ibigay ang kinakailangang kalidad.
Nabanggit ni Dakvino na ang mga pagsulong sa pagmomodelo ng computer at pag-compute ng kabuuan ay maaaring mapabilis ang pagsasaliksik at pag-unlad, pati na rin ang pagbuo ng mga pamamaraan para sa paggawa ng mga advanced na materyales sa malapit na hinaharap. "Sa disenyo na pantulong sa computer at pagmomodelo ng materyal, maraming mga bagay ang maaaring ma-modelo: ang mga katangian ng materyal at maging ang mga proseso ng pagmamanupaktura ay maaaring ma-modelo. Maaari ka ring lumikha ng virtual reality, kung saan maaari mong tingnan ang iba't ibang mga yugto ng paglikha ng isang materyal."
Sinabi din ni Dakwino na ang advanced na pagmomodelo ng computer at mga diskarte sa virtual reality ay nagbibigay ng isang kalamangan sa pamamagitan ng paglikha ng "isang pinagsamang sistema kung saan maaari mong gayahin ang isang partikular na materyal at tingnan kung ang materyal na iyon ay maaaring mailapat sa isang partikular na kapaligiran." Maaaring mabago nang radikal ng computing ng estado ng mga gawain dito.
"Sa hinaharap, nakakakita ako ng higit na interes sa mga bagong paraan ng pagmamanupaktura, mga bagong paraan ng paglikha ng mga bagong materyales, at mga bagong proseso ng pagmamanupaktura sa pamamagitan ng simulate ng computer, dahil ang malaking kapangyarihan sa computing ay maaaring makuha lamang sa pamamagitan ng paggamit ng mga computer na kabuuan."
Ayon kay Dakwino, ang ilang mga aplikasyon ng graphene ay mas teknolohikal na mas advanced, habang ang iba ay mas mababa. Halimbawa, ang mga ceramic composite na batay sa matrix ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng pagsasama ng mga graphene plate na nagpapatibay sa materyal at nadagdagan ang mekanikal na paglaban nito habang binabawasan ang timbang nito. "Kung pinag-uusapan natin, halimbawa, tungkol sa mga pinaghalo," patuloy ni Dakvino, "o, sa pinaka-pangkalahatang mga termino, tungkol sa mga materyal na pinalakas ng pagdaragdag ng graphene, magkakaroon kami ng mga tunay na materyales at tunay na proseso ng kanilang mass production, kung hindi bukas, ngunit marahil sa susunod na limang taon ".
"Ito ang dahilan kung bakit kawili-wili ang graphene para sa mga ballistic protection system. Hindi dahil ang graphene ay maaaring magamit bilang armor. Ngunit kung gagamitin mo ang graphene sa iyong nakasuot bilang isang pampatibay na materyal, maaari itong maging mas malakas kaysa kay Kevlar."
Halimbawa, mga pangunahing lugar, halimbawa, mga autonomous system at sensor, pati na rin ang mga lugar na may mataas na peligro ng militar, tulad ng ilalim ng tubig, espasyo at cybernetic, higit sa lahat ay nakasalalay sa mga bagong advanced na materyales at ang interface ng nano- at microtechnology na may biotechnology, "stealth" mga materyales, reaktibo na materyales at pagbuo ng enerhiya at mga sistema ng pag-iimbak.
Ang mga metamaterial at nanotechnology tulad ng graphene at carbon nanotubes ay sumasailalim ng mabilis na pag-unlad ngayon. Sa mga bagong teknolohiyang ito, ang militar ay naghahanap ng mga bagong pagkakataon, tuklasin ang kanilang mga aplikasyon at mga potensyal na hadlang, dahil napipilitan silang balansehin sa pagitan ng mga pangangailangan ng modernong larangan ng digmaan at mga pangmatagalang layunin sa pagsasaliksik.
