Neuvostoliiton fyysikko Viktor Veselago ennusti jo vuonna 1967 mahdollisuuden luoda materiaalia, jolla on negatiivinen taitekulma, mutta vasta nyt ilmestyvät ensimmäiset näytteet todellisista rakenteista, joilla on tällaisia ominaisuuksia. Negatiivisen taittumiskulman vuoksi valonsäteet taipuvat esineen ympärille ja tekevät siitä näkymättömän. Siten tarkkailija huomaa vain sen, mitä tapahtuu”upean” viitan päällään olevan henkilön selän takana.
Saadakseen edun taistelukentällä nykyaikaiset sotilasvoimat ovat siirtymässä mahdollisesti häiritseviin ominaisuuksiin, kuten kehittyneisiin haarniskoihin ja ajoneuvojen panssaroihin sekä nanoteknologiaan. innovatiivinen naamiointi, uudet sähkölaitteet, superakut ja "älykäs" tai reaktiivinen suoja lavoille ja henkilöstölle. Sotilasjärjestelmät muuttuvat monimutkaisemmiksi, kehitetään ja valmistetaan uusia kehittyneitä monitoimisia ja kaksikäyttöisiä materiaaleja, ja raskaan ja joustavan elektroniikan pienentäminen tapahtuu harppauksin.
Esimerkkejä ovat lupaavat itsekorjautuvat materiaalit, kehittyneet komposiittimateriaalit, toiminnallinen keramiikka, sähkökromiset materiaalit,”kybersuojaus” -materiaalit, jotka reagoivat sähkömagneettisiin häiriöihin. Niistä odotetaan tulevan häiritsevien tekniikoiden selkäranka, jotka muuttavat peruuttamattomasti taistelukentän ja tulevien vihollisuuksien luonteen.
Seuraavan sukupolven kehittyneet materiaalit, kuten metamateriaalit, grafeeni ja hiilinanoputket, herättävät suurta kiinnostusta ja investointeja, koska niillä on ominaisuuksia ja toimintoja, joita ei löydy luonnosta ja jotka soveltuvat puolustussovelluksiin ja tehtäviin äärimmäisissä tai vihamielisissä tiloissa. Nanoteknologiassa käytetään nanometrin mittakaavan materiaaleja (10-9) voidakseen muokata rakenteita atomi- ja molekyylitasolla ja luoda erilaisia kudoksia, laitteita tai järjestelmiä. Nämä materiaalit ovat erittäin lupaava alue ja voivat tulevaisuudessa vaikuttaa vakavasti taistelun tehokkuuteen.
Metamateriaalit
Ennen kuin jatkamme, määritellään metamateriaalit. Metamateriaali on komposiittimateriaali, jonka ominaisuuksia ei määrittele niinkään sen ainesosien ominaisuudet vaan keinotekoisesti luotu jaksollinen rakenne. Ne ovat keinotekoisesti muodostettuja ja erikoisrakenteisia välineitä, joilla on sähkömagneettisia tai akustisia ominaisuuksia, joita on teknisesti vaikea saavuttaa tai joita ei löydy luonnosta.
Intellectual Venturesin tytäryhtiö Kymeta Corporation tuli puolustusmarkkinoille vuonna 2016 mTenna -metamateriaaliantennilla. Yhtiön johtajan Nathan Kundzin mukaan lähetin -antennin muodossa oleva kannettava antenni painaa noin 18 kg ja kuluttaa 10 wattia. Metamateriaaliantennien laitteet ovat suunnilleen kirjan tai netbookin kokoisia, niissä ei ole liikkuvia osia ja ne valmistetaan samalla tavalla kuin LCD -näytöt tai älypuhelinten näytöt TFT -tekniikkaa käyttäen.
Metamateriaalit koostuvat aliaallonpituisista mikrorakenteista eli rakenteista, joiden mitat ovat pienempiä kuin niiden hallitseman säteilyn aallonpituus. Nämä rakenteet voidaan valmistaa ei-magneettisista materiaaleista, kuten kuparista, ja syövyttää lasikuitu-PCB-alustalle.
Metamateriaaleja voidaan luoda vuorovaikutuksessa sähkömagneettisten aaltojen pääkomponenttien - dielektrisen vakion ja magneettisen läpäisevyyden kanssa. Intellectual Venturesin keksijän Pablos Holmanin mukaan metamateriaalitekniikalla luodut antennit voivat lopulta syrjäyttää solutornit, lankapuhelinlinjat sekä koaksiaali- ja kuituoptiset kaapelit.
Perinteiset antennit on viritetty katkaisemaan tietyn aallonpituuden hallittua energiaa, joka virittää antennin elektroneja sähkövirtojen tuottamiseksi. Nämä koodatut signaalit voidaan puolestaan tulkita informaatioksi.
Nykyaikaiset antennijärjestelmät ovat hankalia, koska eri taajuudet edellyttävät erityyppistä antennia. Metamateriaaleista valmistettujen antennien tapauksessa pintakerroksen avulla voit muuttaa sähkömagneettisten aaltojen taivutussuuntaa. Metamateriaaleilla on sekä negatiivinen dielektrinen että negatiivinen magneettinen läpäisevyys, ja siksi niillä on negatiivinen taitekerroin. Tämä negatiivinen taitekerroin, jota ei löydy mistään luonnollisesta materiaalista, määrittää sähkömagneettisten aaltojen muutoksen kahden eri aineen rajan ylittäessä. Siten metamateriaali -antennin vastaanotin voidaan virittää elektronisesti vastaanottamaan eri taajuuksia, mikä mahdollistaa kehittäjien saavuttaa laajakaistan ja pienentää antennielementtien kokoa.
Tällaisten antennien sisällä olevat metamateriaalit kootaan litteäksi matriisiksi, joka koostuu tiheästi pakatuista yksittäisistä soluista (hyvin samanlainen kuin pikselien sijoittaminen TV -ruudulle), jossa on toinen rinnakkaisten suorakulmaisten aaltoputkien tasainen matriisi sekä moduuli, joka ohjaa aallonpäästöä ohjelmiston avulla ja antaa antennin määrittää säteilyn suunnan.
Holman selitti, että helpoin tapa ymmärtää metamateriaali -antennien edut on tarkastella lähemmin antennin fyysisiä aukkoja ja Internet -yhteyksien luotettavuutta aluksissa, lentokoneissa, droneissa ja muissa liikkuvissa järjestelmissä.
"Jokaisella uudella viestintäsatelliitilla, joka laukaistiin kiertoradalle näinä päivinä", Holman jatkoi, "on enemmän kapasiteettia kuin satelliittikokoelmassa oli vain muutama vuosi sitten. Meillä on valtava potentiaali langattomaan viestintään näissä satelliittiverkkoissa, mutta ainoa tapa kommunikoida niiden kanssa on ottaa satelliittiantenni, joka on suuri, raskas ja kallis asentaa ja ylläpitää. Metamateriaaleihin perustuvan antennin avulla voimme tehdä litteän paneelin, joka voi ohjata sädettä ja kohdistaa suoraan satelliittiin.
"Viisikymmentä prosenttia ajasta fyysisesti ohjattava antenni ei ole satelliittisuuntautunut ja olet tehokkaasti offline-tilassa", Holman sanoi. "Siksi metamateriaaliantenni voi olla erityisen hyödyllinen meriympäristössä, koska lautasen fyysinen ohjaus ohjaa sen satelliittiin, koska alus muuttaa usein kurssiaan ja heiluttaa jatkuvasti aaltoja."
Bioniikka
Uusien materiaalien kehittäminen etenee myös kohti joustavia, monimutkaisia monitoimijärjestelmiä. Tässä sovellettu tiede on tärkeässä asemassa organisaation periaatteiden, elävän luonnon ominaisuuksien, toimintojen ja rakenteiden soveltamisessa teknisissä laitteissa ja järjestelmissä. Bioniikka (länsimaisessa kirjallisuudessa biomimetics) auttaa ihmistä luomaan alkuperäisiä teknisiä järjestelmiä ja teknologisia prosesseja, jotka perustuvat luonnosta löydettyihin ja lainattuihin ideoihin.
Yhdysvaltain laivaston sukellusvenesodan tutkimuskeskus testaa itsenäistä miinanhakulaitetta (APU), joka käyttää bionisia periaatteita. matkimalla meren elämää. Partakone on 3 metriä pitkä ja sitä voi kuljettaa kaksi henkilöä. Sen elektroniikka koordinoi neljän siipien ja kahden peräpotkurin työtä. Liukuvat liikkeet jäljittelevät joidenkin eläinten, kuten lintujen ja kilpikonnien, liikkeitä. Tämän avulla APU voi lentää, suorittaa tarkkoja liikkeitä pienillä nopeuksilla ja saavuttaa suuria nopeuksia. Tämä ohjattavuus mahdollistaa myös sen, että partakone pystyy helposti sijoittamaan itsensä uudelleen ja kellumaan esineiden ympärillä 3D -kuvantamista varten.
Yhdysvaltain laivaston tutkimusvirasto rahoittaa Pliant Energy Systems -yhtiön prototyypin kehittämistä valinnaisesti autonomista Velox-upotettavaa upotinta varten, joka korvaa potkurit järjestelmällä, jossa on monenkertaisia, epälineaarisia, paperimaisia eviä, jotka tuottavat toistuvia ramppimaisia aaltoilevia liikkeitä. Laite muuntaa sähköaktiivisten, aaltoilevien, taipuisien, tasomaisella hyperbolisella geometrialla varustettujen polymeerirullien liikkeet käänteisliikkeiksi, jotka liikkuvat vapaasti veden alla, surffausaalloissa, hiekassa, meren ja maan kasvillisuuden päällä, liukkailla kivillä tai jäällä.
Pliant Energy Systems -edustajan mukaan aaltoileva eteenpäin suuntautuva liike estää takertumisen tiheään kasvillisuuteen, koska siinä ei ole pyöriviä osia ja minimoi samalla kasveille ja sedimentille aiheutuvat vahingot. Litiumioniakulla toimiva hiljainen vene voi parantaa kelluvuuttaan säilyttääkseen asemansa jään alla samalla, kun sitä voidaan kauko-ohjata. Sen päätehtävät ovat: viestintä, mukaan lukien GPS-, WiFi-, radio- tai satelliittikanavat; älykkyys ja tiedonkeruu; Etsi ja pelasta; ja skannaus ja tunnistaminen min.
Nanoteknologian ja mikrorakenteiden kehittäminen on myös erittäin tärkeää bionisissa tekniikoissa, joiden inspiraatio on peräisin luonnosta fysikaalisten prosessien simuloimiseksi tai uusien materiaalien tuotannon optimoimiseksi.
Yhdysvaltain laivaston tutkimuslaboratorio kehittää läpinäkyvää polymeerikilpeä, jonka mikrorakenne on samanlainen kuin äyriäisten kitiinikuori, mutta joka on valmistettu muovimateriaaleista. Tämä mahdollistaa materiaalin pysymisen vakaana monilla eri lämpötiloilla ja kuormituksilla, minkä ansiosta sitä voidaan käyttää henkilöstön, paikallaan olevien tasojen, ajoneuvojen ja lentokoneiden suojaamiseen.
Tämän laboratorion optisten materiaalien ja laitteiden johtajan Yas Sangheran mukaan markkinoilla oleva suoja on yleensä valmistettu kolmesta muovityypistä, eikä se voi sataprosenttisesti kestää 9 mm: n luoti, joka ammutaan 1-2 metrin korkeudesta ja joka lentää nopeudesta 335 m / s.
Tämän laboratorion kehittämä läpinäkyvä panssari mahdollistaa massan pienentämisen 40% säilyttäen ballistisen koskemattomuuden ja imee 68% enemmän luodin energiaa. Sanghera selitti, että panssari voisi olla täydellinen useisiin sotilaallisiin sovelluksiin, kuten miinansuojattuihin ajoneuvoihin, amfibioisiin panssaroituihin ajoneuvoihin, tarvikkeisiin ja lentokoneiden ohjaamon ikkunoihin.
Sangheran mukaan hänen laboratorionsa pyrkii nykyisen kehityksen perusteella luomaan kevyen muodonmukaisen läpinäkyvän panssarin, jolla on monivaikutteiset ominaisuudet, ja saavuttamaan yli 20%: n painonpudotuksen, joka suojaa kaliiperimuotoja 7, 62x39 mm.
DARPA kehittää myös läpinäkyvää Spinel -panssaria, jolla on ainutlaatuisia ominaisuuksia. Tällä materiaalilla on erinomaiset usean iskun ominaisuudet, korkea kovuus ja eroosionkestävyys, lisääntynyt vastustuskyky ulkoisille tekijöille; se lähettää laajempaa keskiaallon infrapunasäteilyä, mikä lisää pimeänäkölaitteiden ominaisuuksia (kyky nähdä esineitä lasipintojen takana) ja painaa myös puolet perinteisen luodinkestävän lasin painosta.
Tämä toiminta on osa DARPAn Atoms to Product (A2P) -ohjelmaa, joka "kehittää tekniikoita ja prosesseja, joita tarvitaan nanomittakaavojen (lähellä atomikokoja) kokoamiseen järjestelmiin, komponentteihin tai materiaaleihin vähintään millimetrin mittakaavassa".
Viimeisten kahdeksan vuoden aikana virasto on vähentänyt läpinäkyvän pohjan panssarin paksuutta noin 18 cm: stä 6 cm: een säilyttäen samalla sen lujuusominaisuudet DARPA: n A2P -ohjelman johtajan John Mainen mukaan. Se koostuu monista eri kerroksista, "ei kaikki keraamista eikä kaikki muovia tai lasia", jotka on kiinnitetty alusmateriaaliin halkeilun estämiseksi. "Sinun pitäisi ajatella sitä puolustusjärjestelmänä, ei monoliittisena materiaalina."
Spinel -lasi valmistettiin asennettavaksi Yhdysvaltain armeijan FMTV (Family of Medium Tactical Vehicles) -kuorma -autojen prototyyppeihin Armored Research Centerin arvioitavaksi.
A2P -ohjelman puitteissa DARPA myönsi Voxtelille, Oregonin nanomateriaali- ja mikroelektroniikkainstituutille, 5,59 miljoonan dollarin sopimuksen nanoista makroon ulottuvien valmistusprosessien tutkimukseen. Tämä bioninen projekti käsittää synteettisen liiman kehittämisen, joka jäljittelee gecko -lisko -ominaisuuksia.
"Gekon pohjalla on jotain pieniä karvoja, noin 100 mikronin pituisia, jotka haarautuvat väkivaltaisesti. Jokaisen pienen haaran päässä on pieni, noin 10 nanometrin kokoinen nanolevy. Kun nämä levyt ovat kosketuksissa seinään tai kattoon, ne antavat gekon kiinnittyä seinään tai kattoon."
Maine sanoi, että valmistajat eivät voi koskaan toistaa näitä ominaisuuksia, koska he eivät pystyneet luomaan haarautuvia nanorakenteita.
”Voxtel kehittää tuotantoteknologioita, jotka toistavat tämän biologisen rakenteen ja sieppaavat nämä biologiset ominaisuudet. Se käyttää hiilinanoputkia todella uudella tavalla, sen avulla voit luoda monimutkaisia 3D -rakenteita ja käyttää niitä hyvin alkuperäisillä tavoilla, ei välttämättä rakenteina, mutta muilla kekseliäisemmillä tavoilla."
Voxtel haluaa kehittää edistyneitä lisäaineiden valmistustekniikoita, jotka tuottavat "materiaaleja, jotka on koottu toiminnallisesti täydellisiksi lohkoiksi ja sitten koottu monimutkaisiksi heterogeenisiksi järjestelmiksi". Nämä tekniikat perustuvat yksinkertaisten geneettisten koodien ja luonnossa esiintyvien yleisten kemiallisten reaktioiden simulointiin, joiden avulla molekyylit voivat koota itsensä atomitasolta suuriksi rakenteiksi, jotka kykenevät toimittamaan itselleen energiaa.
”Haluamme kehittää edistyksellisen uudelleenkäytettävän liiman. Haluaisimme saada materiaalin, jolla on epoksiliiman ominaisuudet, mutta ilman sen kertakäyttöisyyttä ja pinnan likaantumista, Main sanoi. "Gekotyylisen materiaalin kauneus on, että se ei jätä jäämiä ja toimii heti."
Muita nopeasti eteneviä kehittyneitä materiaaleja ovat erittäin ohuet materiaalit, kuten grafeeni ja hiilinanoputket, joilla on rakenteellisia, lämpö-, sähkö- ja optisia ominaisuuksia, jotka mullistavat nykyisen taistelutilan.
Grafeeni
Vaikka hiilinanoputkilla on hyvät mahdollisuudet sovelluksiin elektronisissa ja naamiointijärjestelmissä sekä biolääketieteen alalla, grafeeni on "mielenkiintoisempi, koska se tarjoaa ainakin paperilla enemmän mahdollisuuksia", sanoi Euroopan puolustuksen tiedottaja Giuseppe Dakvino Virasto (EOA).
Grafeeni on erittäin ohut nanomateriaali, joka muodostuu yhden atomin paksuisesta hiiliatomikerroksesta. Kevyellä ja kestävällä grafeenilla on ennätyksellisen korkea lämmön- ja sähkönjohtavuus. Puolustusteollisuus tutkii huolellisesti mahdollisuutta käyttää grafeenia sovelluksissa, jotka vaativat sen lujuutta, joustavuutta ja korkeiden lämpötilojen kestävyyttä, esimerkiksi äärimmäisissä olosuhteissa suoritettavissa taistelutehtävissä.
Dakvino sanoi, että grafeeni on ainakin teoriassa tulevaisuuden materiaali. Syy siihen, miksi nyt on niin paljon mielenkiintoista keskustelua, on se, että niin monen vuoden tutkimuksen jälkeen siviilialalla on käynyt selväksi, että se todella muuttaa taisteluskenaarioita.”
"Listaa vain muutamia mahdollisuuksia: joustava elektroniikka, sähköjärjestelmät, ballistinen suojaus, naamiointi, suodattimet / kalvot, suuret lämmöntuottoominaisuudet, biolääketieteelliset sovellukset ja anturit. Nämä ovat itse asiassa tärkeimmät teknologiset suunnat."
Joulukuussa 2017 EAO aloitti vuoden mittaisen tutkimuksen grafeenin mahdollisista lupaavista sotilaallisista sovelluksista ja niiden vaikutuksista Euroopan puolustusteollisuuteen. Tätä työtä johti Espanjan teknisen tutkimuksen ja innovoinnin säätiö, jonka kanssa Cartagenan yliopisto ja brittiläinen Cambridge Nanomaterial Technology Ltd. Toukokuussa 2018 pidettiin grafeenin tutkijoiden ja asiantuntijoiden seminaari, jossa määritettiin etenemissuunnitelma sen käytöstä puolustusalalla.
EOA: n mukaan: "Grafeeni on listalla korkealla niiden materiaalien joukossa, jotka voivat mullistaa puolustuskyvyn seuraavan vuosikymmenen aikana. Kevyt, joustava, 200 kertaa vahvempi kuin teräs, ja sen sähkönjohtavuus on uskomaton (parempi kuin pii), samoin kuin sen lämmönjohtavuus."
EOA totesi myös, että grafeenilla on merkittäviä ominaisuuksia "allekirjoitusten hallinnan" alalla. Toisin sanoen sitä voidaan käyttää "radioaaltopäällysteiden valmistamiseen, jotka muuttavat sotilasajoneuvot, lentokoneet, sukellusveneet ja pinta-alukset lähes huomaamattomiksi esineiksi". Kaikki tämä tekee grafeenista erittäin houkuttelevan materiaalin paitsi siviiliteollisuudelle myös sotilaskäyttöön, maalle, ilmaan ja merelle."
Tätä varten Yhdysvaltain armeija tutkii grafeenin käyttöä ajoneuvoissa ja suojavaatteissa. Yhdysvaltain armeijan sotilastutkimuslaboratorion (ARL) insinööri Emil Sandoz-Rosadon mukaan tällä materiaalilla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, yksi grafeenikerros on 10 kertaa jäykempi ja yli 30 kertaa vahvempi kuin sama kaupallisen ballistisen kuidun kerros. Grafeenin katto on erittäin korkea. Tämä on yksi syy siihen, miksi useat ARL: n työryhmät ovat osoittaneet kiinnostusta sitä kohtaan, koska sen suunnitteluominaisuudet ovat erittäin lupaavia varauksen suhteen.
On kuitenkin myös melko suuria vaikeuksia. Yksi niistä on materiaalin skaalaus; armeija tarvitsee suojamateriaaleja, jotka voivat peittää säiliöt, ajoneuvot ja sotilaat.”Tarvitsemme paljon enemmän. Yleensä puhumme noin miljoonasta tai useammasta kerroksesta, joita tarvitsemme tällä hetkellä.”
Sandoz-Rosado sanoi, että grafeenia voidaan valmistaa yhdellä tai kahdella tavalla, joko kuorintaprosessilla, jossa korkealaatuinen grafiitti erotetaan erillisiksi atomikerroksiksi, tai kasvattamalla yksi atomikerros grafeenia kuparikalvolle. Tämä prosessi on vakiintunut korkealaatuista grafeenia tuottavissa laboratorioissa. Se ei ole aivan täydellinen, mutta se on melko lähellä sitä. Tänään on kuitenkin aika puhua useammasta kuin yhdestä atomikerroksesta, tarvitsemme täysimittaisen tuotteen.” Tämän seurauksena on äskettäin käynnistetty ohjelma jatkuvan teollisen mittakaavan grafeenin tuotantoprosessien kehittämiseksi.
"Olipa kyseessä hiilinanoputki tai grafeeni, sinun on otettava huomioon erityisvaatimukset, jotka on täytettävä", Dakvino varoitti ja totesi, että uusien edistyneiden materiaalien ominaisuuksien virallinen kuvaus, uusien materiaalien luomisen tarkkojen prosessien standardointi, Näiden prosessien toistettavuus, koko ketjun valmistettavuus (perustutkimuksesta esittelyn ja prototyyppien tuotantoon) tarvitsevat huolellista tutkimusta ja perustelua läpimurtomateriaalien, kuten grafeenin ja hiilinanoputkien, käytöstä sotilasympäristöissä.
"Tämä ei ole vain tutkimusta, koska loppujen lopuksi sinun on oltava varma, että tietty materiaali on virallisesti kuvattu, ja sitten sinun on oltava varma, että se voidaan tuottaa tietyllä prosessilla. Se ei ole niin helppoa, koska valmistusprosessi voi muuttua, tuotetun tuotteen laatu voi vaihdella prosessista riippuen, joten prosessi on toistettava useita kertoja."
Sandoz-Rosadon mukaan ARL arvioi yhteistyössä grafeenivalmistajien kanssa tuotteen laatuluokkaa ja skaalautuvuutta. Vaikka ei ole vielä selvää, onko muodostuksensa alussa olevilla jatkuvilla prosesseilla liiketoimintamalli, riittävä kapasiteetti ja pystyvätkö ne tarjoamaan vaaditun laadun.
Dakvino totesi, että tietokonemallinnuksen ja kvanttilaskennan kehitys voi nopeuttaa tutkimusta ja kehitystä sekä kehittää menetelmiä kehittyneiden materiaalien tuottamiseksi lähitulevaisuudessa.”Tietokoneavusteisella suunnittelulla ja materiaalimallinnuksella voidaan mallintaa monia asioita: materiaalin ominaisuuksia ja jopa valmistusprosesseja. Voit jopa luoda virtuaalitodellisuuden, jossa voit periaatteessa tarkastella materiaalin luomisen eri vaiheita."
Dakwino sanoi myös, että edistynyt tietokonemallinnus ja virtuaalitodellisuustekniikat tarjoavat etua luomalla "integroidun järjestelmän, jossa voit simuloida tiettyä materiaalia ja nähdä, voidaanko kyseistä materiaalia soveltaa tietyssä ympäristössä". Kvanttilaskenta voi muuttaa radikaalisti tilanteen.
"Tulevaisuudessa näen entistä enemmän kiinnostusta uusiin valmistusmenetelmiin, uusiin tapoihin luoda uusia materiaaleja ja uusia valmistusprosesseja tietokonesimulaation avulla, koska valtavaa laskentatehoa voidaan mahdollisesti saada vain käyttämällä kvanttitietokoneita."
Dakwinon mukaan jotkut grafeenin sovellukset ovat teknisesti kehittyneempiä, kun taas toiset vähemmän. Esimerkiksi matriisipohjaisia keraamisia komposiitteja voidaan parantaa integroimalla grafeenilevyjä, jotka vahvistavat materiaalia ja lisäävät sen mekaanista kestävyyttä vähentäen samalla sen painoa. "Jos puhumme esimerkiksi komposiiteista", jatkoi Dakvino, "tai yleisimmin sanottuna materiaaleista, jotka on vahvistettu lisäämällä grafeenia, saamme todellisia materiaaleja ja todellisia prosesseja niiden massatuotannosta, ellei huomenna, mutta ehkä seuraavien viiden vuoden aikana."
"Siksi grafeeni on niin mielenkiintoinen ballististen suojajärjestelmien kannalta. Ei siksi, että grafeenia voitaisiin käyttää panssarina. Mutta jos käytät grafeenia panssarissasi vahvistusmateriaalina, siitä voi tulla vahvempi kuin jopa Kevlar."
Ensisijaiset alueet, esimerkiksi autonomiset järjestelmät ja anturit, sekä riskialttiit sotilaalliset alueet, kuten vedenalainen, avaruus- ja kyberneettinen, riippuvat ennen kaikkea uusista kehittyneistä materiaaleista ja nano- ja mikroteknologian rajapinnasta biotekniikkaan, "varkain" materiaalit, reaktiiviset materiaalit ja energiantuotanto- ja varastointijärjestelmät.
Metamateriaalit ja nanoteknologia, kuten grafeeni ja hiilinanoputket, kehittyvät nopeasti. Näissä uusissa tekniikoissa armeija etsii uusia mahdollisuuksia, tutkii niiden sovelluksia ja mahdollisia esteitä, koska niiden on pakko tasapainottaa nykyaikaisen taistelukentän tarpeet ja pitkän aikavälin tutkimustavoitteet.
