ננו טכנולוגיה והלוחמה בטרור

בכתבה זו סוקר קוין קולמן, מייסד נטסקייפ, טכנולוגיה מתפתחת שחשיבותה לביטחון הפנים הולכת וגוברת, ונבחן את התפקיד שתמלא הננו טכנולוגיה בלוחמה בטרור, 20 אחוז מהיישומים הצפויים של ננוטכנולוגיה יהיו דווקא בתחום ה-IT

אבי בליזובסקי

קישור ישיר לדף זה:https://www.hayadan.org.il/nano190304.html

ננו טכנולוגיה עוסקת בפיתוח חומרים (ואפילו מערכות שלמות) ברמה אטומית, מולקולרית או מקרו מולקולרית, בטווח של כ- 1 – 500 ננו מטרים. כיום מנסים החוקרים להבין את המאפיינים הייחודיים של החומרים ברמת הננו. החוקרים מתמקדים ביצירה של מבנים, מכשירים ומערכות בעלי מאפיינים ייחודיים ואף סותרים, אשר יכולים לשמש למטרות רבות בשל גודלם הזעיר. המחקר והפיתוח בתחום הננו טכנולוגיה כולל שליטה ברמת הננו, שילוב של מבנים ברמת הננו ברכיבים, מערכות וארכיטקטורות בקנה מידה גדול יותר, וכן פיתוח של מערכות אוטומטיות לייצור של חומרים ברמת הננו ולהרכבה אוטומטית של מבנים ומערכות.

ההיסטוריה של הננו טכנולוגיה

הננו טכנולוגיה הוכרה לראשונה לאחר שחתן פרס נובל, ריצ'רד פיינמן, השמיע את נאומו “There's Plenty of Room at the Bottom” (יש עוד הרבה מקום שם למטה – תרגום חופשי) בפני האגודה האמריקנית לפיזיקה בשנת 1959. הפעילות בתחום הננו טכנולוגיה גברה לאיטה בעשורים הבאים. בשנת 1988 הנחה אריק דרגסלר את הקורס הראשון בננו טכנולוגיה. במסגרת התוכנית הוא העלה את האפשרות שעצמים ברמת הננו משעתקים את עצמם. אבן הדרך הבאה הגיעה כאשר פרופ' ריצרד סמולי מאוניברסיטת רייס זכה בשנת 1996 בפרס נובל על גילוי תצורה חדשה של פחמן: מולקולה בעלת 60 אטומי פחמן (המכונה C60). כיום C60 נחשבת לאחת מאבני הבניין החשובות של החומרים ברמת הננו.

הננו טכנולוגיה החלה לצבור תאוצה של ממש בסוף שנות התשעים. הננו טכנולוגיה שבתה את דימיונם של המדענים ואנשי הון הסיכון לאחר שסיינטיפיק אמריקן הקדיש גיליון שלם להבטחה הטמונה בטכנולוגיה החדשה.

מצב הננו טכנולוגיה כיום

המחקר הננו טכנולוגי משתרע על פני טווח רחב של תחומים. החברות העוסקות בחומרים מתקדמים מפתחות מוצרים חדשניים – צבעים, אבקות תעשייתיות, כימיקלים ושפופרות פחמן. בעולם העסקי מיושמים כבר כשני תריסרים של חומרים ותהליכים ברמת הננו – ממרצפות עמידות בפני שחיקה ועד תושבות חזקות במיוחד למנועים של כלי רכב ואמצעי הגנה מפני חום גבוה לחלליות. החומרים ברמת הננו זוכים לתשומת לב רבה, אך קיימים יישומי ננו טכנולוגיה נוספים.

מגמות והשלכות של הננו טכנולוגיה

ייתכן שמהפכת הננו טכנולוגיה חשובה אף יותר מהמהפכה התעשייתית או מהפכת המידע. למעשה, רבים מאמינים שההשפעה המשולבת של המהפכה התעשייתית ומהפכת המידע סללה את הדרך ליישום מסחרי של הננו טכנולוגיה. כיום עוברת הננו טכנולוגיה משלב המחקר הבסיסי לשלב הבשלות הטכנולוגית. כמה חברות ננו טכנולוגיה כבר נסחרות בשוקי המניות וככל שהטכנולוגיה מתפתחת ומבשילה, ניתן לצפות שחברות נוספות יכנסו לתחום. שיטות הייצור ברמה המולקולרית עדיין מאוד בוסריות וניתן לדמותן להרכבת אבני לגו בעזרת כפפות עבות: יתכן שמשהו יצא בסופו של דבר, אך הוא לא ידמה במדויק למה שרצינו.

החידושים העתידיים

– מוצרים, מערכות וחומרים שמרכיבים את עצמם (מערכות תיקון עצמי).
– מחשבים מהירים פי מיליארדי פעמים (יגיעו למגבלת הגודל של המיקרו מעבדים).
– המצאות חדשניות (חומרים שמתאימים את עצמם).
– מסעות וגילויים ממשיים בחלל (במחיר נמוך יותר).
– רפואת ננו (יכולת להעניק טיפול ייחודי).
– עיבוד מזון ברמה המולקולרית (קץ הרעב והמחסור).

נראה שיידרשו עוד שמונה עד עשר שנים עד שתגיע הטכנולוגיה למיינסטרים. פריצות הדרך והחידושים יתבטאו בפיתוח החומרים, במוליכים למחצה, בתקשורת האופטית ובטכנולוגיות המידע.

יישומים בתחום ביטחון הפנים

קוין קולמן, מייסד נטסקייפ נדבק, כמו שמעון פרס שלנו בחיידק הננו-טכנולוגיה. בפרט הוא סבור שניתן לנצל את היישומים של התחום המסתורי הזה לשימושי ביטחון פנים.
בשל היכולות המגוונות של הננו טכנולוגיה, יישומיה בתחום ביטחון הפנים מוגבלים רק על ידי הדימיון האנושי וקצב ההתקדמות. מאפוד מגן שמשנה את צורתו ועד אריג שדוחה חיידקים או עמיד בפני קליעים, או מקורות אנרגייה חדשים – לננו טכנולוגיה נכון עתיד מבטיח בתעשיית ההגנה. הממשל הוא מקור חשוב למימון פרויקטים אלה. מרכזים לחקר הננו טכנולוגיה הוקמו ברחבי המדינה. המחקר הבסיסי המתבצע במרכזים אלה יספק את היסודות עליהם ייבנו היישומים בעולם האמיתי. מרכזים נוספים מתמקדים כבר ביישומים צבאיים של הננו טכנולוגיה דוגמת פיתוח של כלי נשק חדשים, אך מרבית המחקר והפיתוח יתמקד בעזרים.

תעשיות ההגנה וביטחון הפנים מגלות עניין רב בננו טכנולוגיה, מתוך תקווה שהיא תניב מקורות כוח חדשים, סוללות משופרות וחיישנים מתקדמים שיסייעו מאוד למערך ההגנה. למעשה, מתמקדים כיום מאמצי המחקר והפיתוח במתקנים זעירים לייצור כוח עבור מגוון יישומים. אם המאמצים יוכתרו בהצלחה, יוכלו מתקנים אלה להניע חיישנים ורשתות של חיישנים להגנה על תשתיות דוגמת מתקני טיהור מים, מסילות ברזל וגשרים. יישומים אפשריים נוספים כוללים, בין השאר, מכשירי האזנה וחיישני זעזועים מיקרוסקופיים. משרד ההגנה מממן מחקר ופיתוח של מקורות אנרגייה זעירים.

למערכות אלקטרו מכניות זעירות השלכות ישירות על מעגלים משולבים, מתגים אופטיים, חיישני לחץ ותהליכי פיתוח של כלי נשק, אבל מירב מאמצי הפיתוח מתמקדים כיום בכלי נשק חדשים ואמצעי מעקב מודיעיניים. מערכות אלה יכולות לשמש, למשל, לצורך אספקת אנרגייה ללווייני ריגול באמצעות לחץ קיטור. המים יהפכו לאדים באמצעות אנרגיית השמש וישובו למצב נוזלי כאשר הלוויין פונה לצד הרחוק מהשמש. בזכות היעילות הרבה של המערכת הננו טכנולוגית תוכל תחנת הכוח הזעירה הפועלת בקיטור לספק די אנרגייה להפעלת היחידה. את ממדי היחידה ומשקלה ניתן יהיה להקטין בשיעור של עד פי עשר, בזכות שיטות הבנייה המקובלות ברמת הננו. במקום באמצעות טילים ניתן יהיה לשגר לוויינים אלה ביריית רובה – תוך חיסכון כספי עצום ויצירת קושי ממשי למי שיבקש ליירט את הלוויין.

חומרים ננו טכנולוגיים מאפשרים לייצר גלאים רגישים במיוחד לזיהוי חומרי לחימה כימיים וביולוגיים. חיישנים זעירים בעלי צריכת אנרגייה נמוכה במיוחד, או בעלי מקורות אנרגייה עצמיים, יאפשרו לגלות גם קרינה רדיו אקטיבית. החיישנים הזעירים יאפשרו לגלות חומרים כימיים ברשת המים ולשדר את המידע למרכז הבקרה כדי שיינקטו הצעדים הנחוצים. חיישנים תת קרקעיים זעירים יכולים לזהות תנועה של אוניות בנמלים. חיישנים שיוצמדו למכולות יוכלו לגלות אם הן מכילות חומרים כימיים.

אריגים ננו טכנולוגיים, שנמצאים כיום בפיתוח, יכולים להגן מפני חומרים כימיים וביולוגיים, לשמר או לפזר את חום הגוף או להגן מפני חדירה של קליע. כך ניתן יהיה לחסוך את המשקל הגבוה של אפוד המגן ולהפחית בכ- 50 אחוזים את המשקל שנושא עמו החייל לשדה הקרב. חליפת מדים אחת בעלת גוונים מתחלפים תוכל לשמש להסוואה בכל תנאי השטח, ובזכות יכולת ההסתגלות לחום היא תתאים גם לכל תנאי מזג האוויר – וכך יושג חיסכון נוסף במשקל שנושא החייל. בחום ייפתחו פתחי אוורור זעירים ובקור הם ייסגרו כדי לשמר את חום הגוף.

אחת ההצלחות הראשונות בתחום האריגים הננו טכנולוגיים היא חומר בעל מאפיינים של גורטקס ומראה ותחושה של אריג רגיל. מדים שעשויים משכבות רבות של חומר זה יוכלו לשמש גם כאפוד מגן ולחסוך את המשקל של האפוד המקובל. בפיתוח נמצאת גם שמשה עמידה בפני פצצות, עבור אוניות ומטוסים וגם לבנייני משרדים ממשלתיים ואזרחיים.

הננו טכנולוגיה יכולה לסייע גם בפיתוח של מוליכים למחצה, תוך מזעור נוסף של הטרנזיסטור ושיפור ביצועי השבב. שיטות ננו טכנולוגיות יכולות להגביר בצורה משמעותית את יכולת העיבוד וליצור מהפכה של ממש בתעשייה.

מסקנות

הננו טכנולוגיה נמצאת כיום בשלב המחקר הבסיסי, והפיתוחים שתיארנו יכולים להביא תועלת רבה. חומרים בעלי תכונות מתקדמות יאפשרו לייצר מכשירים חדישים הן להגנה פיזית מפני הטרור והן למעקב מודיעיני. בבוא היום ניווכח שההבטחה קוימה, וכדאי לעקוב אחר ההתפתחויות מקרוב.

למאמר המקורי באתר DIRECTIONS
ידען ננוטכנולוגיה
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~786066828~~~57&SiteName=hayadan