Amerykańscy naukowcy pracują nad stworzeniem „munduru przyszłości” – ultralekkiego „kombinezonu”, który nie tylko chroni przed wilgocią, wybuchami i kulami, ale także monitoruje stan i zdrowie żołnierza oraz pomaga poruszać się po terenie. Te zmiany są prowadzone przez Institute of Soldiers Nanotechnology w Massachusetts Institute of Technology (MIT).
W tym instytucie, który notabene jest jednym z czołowych instytutów badawczych na świecie, od 2002 roku funkcjonuje Instytut Nanotechnologii Żołnierza. Ten instytut został zorganizowany w ramach pięcioletniego kontraktu między Dyrekcją Badań Sił Zbrojnych USA a MIT. Kwota tego kontraktu wyniosła 50 milionów dolarów. Po uznaniu projektu za udany kontrakt został przedłużony o kolejne 5 lat. Celem instytutu jest wprowadzenie i rozwój nanotechnologii w zaopatrzeniu armii, w celu radykalnego zmniejszenia liczby ofiar wśród żołnierzy podczas prowadzenia działań wojennych. Ostatecznym celem jest stworzenie nowej „armii XXI wieku”. Ta armia będzie dysponować zaawansowaną technologicznie odzieżą roboczą, która łączy komfort użytkowania, lekkość i wysoką funkcjonalność. Wszystko to ma kuloodporny kombinezon, który monitoruje stan zdrowia, łagodzi ból po zranieniu i natychmiast reaguje na czynniki biologiczne i chemiczne.
Teraz cały ten obraz wydaje się nam fantastyczny, ale w przyszłości może go urzeczywistnić zastosowanie nanotechnologii. Taki sprzęt byłby w stanie chronić żołnierzy przed zagrożeniami środowiskowymi i bronią wroga, a także wykrywałby na czas choroby naturalne. Zdaniem specjalistów z instytutu, nanotechnologia jest najwłaściwszym podejściem przy tworzeniu „stroju przyszłości”. Ich idea opiera się na miniaturyzacji sprzętu w celu zmniejszenia jego wagi. Na przykład dzisiaj duży nadajnik radiowy, noszony na pasku na ramię, jest zastępowany „tagiem”, który jest nie większy niż guzik na obroży. Tradycyjny wodoodporny namiot przeciwdeszczowy można zastąpić ultracienką trwałą powłoką, którą nakłada się nie tylko na ubrania, ale również na dowolne elementy żołnierza. Ponadto nanoświat żyje według własnych praw, które różnią się od zasad makrokosmosu, dlatego w jego warunkach mogą pojawić się urządzenia i materiały o bardzo nietypowych właściwościach.
Obecnie instytut prowadzi badania w pięciu kierunkach. Pierwszym z nich jest stworzenie bardzo lekkich, wielofunkcyjnych nanomateriałów i nanowłókien. Drugi to pomoc medyczna w mundurach. Trzeci to ochrona przeciwwybuchowa. Po czwarte, rozwój metod ochrony przed bronią biologiczną i chemiczną. I wreszcie piąty to wprowadzenie nanosystemów do jednego systemu ochrony.
Tak więc w pierwszym kierunku, za pomocą nanowarstw, naukowcy starają się modyfikować powierzchnię zwykłych materiałów, nie zwiększając jednocześnie ciężaru samej tkaniny. Takie warstwy sprawiają, że tkanina jest bardziej odporna na zagrożenie agresywnym środowiskiem. Naukowcy próbują również osadzić nanoskalowe cząstki półprzewodnikowe (kropki kwantowe) w powierzchni, które zależą od składu, morfologii i rozmiaru. Zastosowanie tych punktów otworzy możliwość tworzenia ultralekkich detektorów światła, urządzeń do przechowywania informacji i emiterów światła. Zintegrowany nanokombinezon żołnierza w jeden system pomoże mu znacznie lepiej poruszać się w nieznanym terenie. Co więcej, kropki kwantowe działają jak czujniki rozpoznające skład środowiska. Jest to bardzo ważne dla żołnierza, ponieważ pomaga wykryć broń biologiczną i chemiczną. Podobne cele mają badania nanorurek węglowych i tworzenie wielofunkcyjnych nanomateriałów o określonych właściwościach.
Drugim kierunkiem jest wprowadzenie w mundurach urządzeń, które stale monitorują stan zdrowia żołnierza, a także doskonalą metody medycyny polowej. Mogą w tym pomóc materiały polimerowe, które mają zmienną elastyczność. Mogą stać się - w przypadku uszkodzenia szyi lub głowy - ograniczeniem ruchu, a w przypadku złamań - szyną.
Dalszy rozwój tych technologii to stworzenie systemu automatycznego leczenia oraz opracowanie metod diagnostyki operacyjnej, które stanowią stany zagrożenia życia. Aby nakładać leki na rany, opracowywane są specjalne włókna zawierające substancje przeciwzapalne i bakteriobójcze. Substancje te, jeśli to konieczne, są uwalniane tak szybko, jak to możliwe, nawet w warunkach bojowych. Kolejnym krokiem poprawy będzie wprowadzenie cienkich warstw białek, które będą leczyć tkanki i stymulować wzrost. Metody rozwoju takich narzędzi to połączenie projektowania materiałów nanostrukturalnych, inżynierii genetycznej, bioinformatyki. Ponadto projekt obejmuje udoskonalenie metod rekonwalescencji pourazowej, a raczej nanodostawy leków do mózgu żołnierzy, którzy doznali urazu głowy.
Biorąc pod uwagę bardzo wysoką śmiertelność w wyniku eksplozji, która jest charakterystyczna dla współczesnych wojen, instytut bada, w jaki sposób rany i eksplozje odłamków wpływają na mózg i inne tkanki ludzkie. A naukowcy opracowują również materiały, które mogą chronić organizm przed niebezpiecznymi konsekwencjami. Również naukowcy instytutu udoskonalają metody wykrywania niebezpiecznych czynników biologicznych i chemicznych w środowisku, a także badają metody ochrony organizmu przed takimi skutkami.
