Amerikanische Wissenschaftler arbeiten an der Schaffung der "Uniform der Zukunft" - eines ultraleichten "Overalls", der nicht nur vor Feuchtigkeit, Explosionen und Kugeln schützt, sondern auch den Zustand und die Gesundheit des Soldaten überwacht und bei der Navigation im Gelände hilft. Diese Entwicklungen werden vom Institute of Soldiers Nanotechnology am Massachusetts Institute of Technology (MIT) durchgeführt.
An diesem Institut, das übrigens zu den führenden Forschungsinstituten der Welt zählt, arbeitet seit 2002 das Institut für Soldaten-Nanotechnologien. Dieses Institut wurde durch einen Fünfjahresvertrag zwischen dem Forschungsdirektorat der US-Streitkräfte und dem MIT organisiert. Die Auftragssumme betrug 50 Millionen US-Dollar. Nachdem das Projekt als erfolgreich anerkannt wurde, wurde der Vertrag um weitere 5 Jahre verlängert. Zweck des Instituts ist die Einführung und Weiterentwicklung der Nanotechnologie in der Versorgung des Heeres, um die Zahl der Opfer von Soldaten bei der Durchführung von Feindseligkeiten drastisch zu reduzieren. Das ultimative Ziel ist es, eine neue "Armee des XXI. Jahrhunderts" zu schaffen. Diese Armee wird über Hightech-Arbeitskleidung verfügen, die Tragekomfort, geringes Gewicht und hohe Funktionalität vereint. All dies verfügt über einen kugelsicheren Overall, der die Gesundheit überwacht, Schmerzen bei Verletzungen lindert und sofort auf biologische und chemische Stoffe reagiert.
Jetzt erscheint uns dieses ganze Bild fantastisch, aber in Zukunft könnte der Einsatz der Nanotechnologie es Wirklichkeit werden lassen. Solche Geräte könnten Soldaten vor Umweltbedrohungen und feindlichen Waffen schützen und auch natürliche Krankheiten rechtzeitig erkennen. Die Nanotechnologie ist nach Ansicht der Spezialisten des Instituts der richtige Ansatz, um das „Outfit der Zukunft“zu kreieren. Ihre Idee basiert auf der Miniaturisierung von Geräten, um deren Gewicht zu reduzieren. So wird heute beispielsweise ein großer Funksender, der an einem Schultergurt getragen wird, durch einen „Tag“ersetzt, der nicht größer als ein Knopf am Kragen ist. Das traditionelle wasserdichte Regenmantel-Zelt kann durch eine ultradünne permanente Beschichtung ersetzt werden, die nicht nur auf Kleidung, sondern auch auf alle Gegenstände eines Soldaten aufgetragen wird. Darüber hinaus lebt die Nanowelt nach eigenen Gesetzen, die sich von den Prinzipien des Makrokosmos unterscheiden, daher können in ihren Bedingungen Geräte und Materialien mit sehr ungewöhnlichen Eigenschaften auftreten.
Jetzt forscht das Institut in fünf Richtungen. Die erste ist die Schaffung sehr leichter multifunktionaler Nanomaterialien und Nanofasern. Die zweite ist die medizinische Versorgung in Uniformen. Der dritte ist der Explosionsschutz. Viertens, die Entwicklung von Methoden zum Schutz vor biologischen und chemischen Waffen. Und schließlich ist die fünfte der Eintrag von Nanosystemen in ein einziges Schutzsystem.
In der ersten Richtung versuchen Wissenschaftler mit Hilfe von Nanoschichten, die Oberfläche gewöhnlicher Materialien zu modifizieren, ohne das Gewicht des Stoffes selbst zu erhöhen. Solche Schichten machen das Gewebe widerstandsfähiger gegen die Bedrohung durch eine aggressive Umgebung. Forscher versuchen auch, nanoskalige Halbleiterpartikel (Quantum Dots) in die Oberfläche einzubetten, die von Zusammensetzung, Morphologie und Größe abhängen. Die Verwendung dieser Punkte wird die Möglichkeit eröffnen, ultraleichte Detektoren, Informationsspeicher und Lichtsender zu erstellen. Die integrierten Nanooveralls des Soldaten in einem einzigen System werden ihm helfen, sich in unbekanntem Gelände viel besser zurechtzufinden. Darüber hinaus fungieren Quantenpunkte als Sensoren, um die Zusammensetzung der Umgebung zu erkennen. Dies ist für den Soldaten sehr wichtig, da es hilft, biologische und chemische Waffen zu entdecken. Ähnliche Ziele verfolgen die Erforschung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen und die Schaffung multifunktionaler Nanomaterialien mit spezifischen Eigenschaften.
Die zweite Richtung ist die Einführung von Geräten in Uniformen, die die Gesundheit eines Soldaten ständig überwachen und auch die Methoden der Feldmedizin verbessern. Dies kann durch Polymermaterialien mit variabler Flexibilität unterstützt werden. Sie können bei einer Verletzung des Halses oder des Kopfes zu einer Bewegungseinschränkung und bei Frakturen zu einer Schiene werden.
Die Weiterentwicklung dieser Technologien ist die Schaffung eines automatischen Behandlungssystems und die Entwicklung von Methoden der operativen Diagnostik, die lebensbedrohlich sind. Um Medikamente auf Wunden aufzutragen, werden spezielle Fasern entwickelt, die entzündungshemmende und bakterizide Substanzen enthalten. Diese Stoffe werden bei Bedarf auch unter Kampfbedingungen so schnell wie möglich freigesetzt. Der nächste Verbesserungsschritt wird die Einführung dünner Proteinfilme sein, die das Gewebe heilen und das Wachstum stimulieren. Methoden zur Entwicklung solcher Werkzeuge sind eine Kombination aus dem Design nanostrukturierter Materialien, Gentechnik, Bioinformatik. Darüber hinaus umfasst das Projekt die Verbesserung von Methoden der posttraumatischen Genesung bzw. der Nanoabgabe von Medikamenten an das Gehirn von Soldaten, die eine Kopfverletzung erlitten haben.
Angesichts der sehr hohen Sterblichkeitsrate durch Explosionen, die für moderne Kriege charakteristisch ist, untersucht das Institut, wie sich Schrapnellwunden und Explosionen auf das Gehirn und andere menschliche Gewebe auswirken. Und Wissenschaftler entwickeln auch Materialien, die den Körper vor gefährlichen Folgen schützen können. Außerdem verbessern die Wissenschaftler des Instituts die Methoden zum Nachweis gefährlicher biologischer und chemischer Stoffe in der Umwelt und untersuchen auch Methoden zum Schutz des Körpers vor solchen Auswirkungen.
