Mundësia e krijimit të një materiali me një kënd negativ të thyerjes u parashikua në vitin 1967 nga fizikani sovjetik Viktor Veselago, por vetëm tani po shfaqen mostrat e para të strukturave reale me veti të tilla. Për shkak të këndit negativ të thyerjes, rrezet e dritës përkulen rreth objektit, duke e bërë atë të padukshëm. Kështu, vëzhguesi vëren vetëm atë që po ndodh pas shpinës së personit që mban mantelin "të mrekullueshëm".
Për të fituar një avantazh në fushën e betejës, forcat ushtarake moderne po kthehen në aftësi potencialisht shkatërruese, të tilla si forca të blinduara të përparuara të trupit dhe forca të blinduara të automjeteve, dhe nanoteknologji. kamuflimi novator, pajisjet e reja elektrike, super-akumulatorët dhe mbrojtja "inteligjente" ose reaktive e platformave dhe personelit. Sistemet ushtarake po bëhen më komplekse, po zhvillohen dhe prodhohen materiale të reja të avancuara shumëfunksionale dhe me përdorim të dyfishtë, dhe miniaturizimi i elektronikës me punë të rëndë dhe fleksibël po zhvillohet me hapa të mëdhenj.
Shembujt përfshijnë materiale premtuese të vetë-shërimit, materiale të përbëra të avancuara, qeramikë funksionale, materiale elektrokromike, materiale "kibernetike" që reagojnë ndaj ndërhyrjeve elektromagnetike. Ata pritet të bëhen shtylla kurrizore e teknologjive përçarëse që do të ndryshojnë në mënyrë të pakthyeshme fushën e betejës dhe natyrën e armiqësive të ardhshme.
Materialet e avancuara të gjeneratës së ardhshme, të tilla si metamaterialet, grafeni dhe nanotubat e karbonit, po krijojnë interes dhe investim të madh sepse kanë veti dhe funksionalitete që nuk gjenden në natyrë dhe janë të përshtatshme për aplikime mbrojtëse dhe detyra të kryera në hapësira ekstreme ose armiqësore. Nanoteknologjia përdor materiale në shkallë nanometër (10-9) në mënyrë që të jeni në gjendje të modifikoni strukturat në nivelet atomike dhe molekulare dhe të krijoni inde, pajisje ose sisteme të ndryshme. Këto materiale janë një zonë shumë premtuese dhe në të ardhmen mund të kenë një ndikim serioz në efektivitetin luftarak.
Metamateriale
Para se të vazhdojmë, le të përcaktojmë metamaterialet. Metamateriali është një material i përbërë, vetitë e të cilit përcaktohen jo aq shumë nga vetitë e elementeve përbërës të tij, sa nga një strukturë periodike e krijuar artificialisht. Ato janë media të formuara artificialisht dhe të strukturuara posaçërisht me veti elektromagnetike ose akustike që janë teknologjikisht të vështira për t'u arritur, ose nuk gjenden në natyrë.
Kymeta Corporation, një degë e Ventures Intelektuale, hyri në tregun e mbrojtjes në vitin 2016 me antenën metamateriale mTenna. Sipas drejtorit të kompanisë Nathan Kundz, një antenë portative në formën e një antene transmetuese peshon rreth 18 kg dhe konsumon 10 vat. Pajisjet për antenat metamateriale janë në madhësinë e një libri ose netbook, nuk kanë pjesë lëvizëse dhe prodhohen në të njëjtën mënyrë si monitorët LCD ose ekranet e smartphone -ve duke përdorur teknologjinë TFT.
Metamaterialet përbëhen nga mikrostruktura me gjatësi nën valë, domethënë struktura dimensionet e të cilave janë më të vogla se gjatësia e valës së rrezatimit që ata duhet të kontrollojnë. Këto struktura mund të bëhen nga materiale jo magnetike siç është bakri dhe të gdhenden në një substrat PCB me tekstil me fije qelqi.
Metamaterialet mund të krijohen për të bashkëvepruar me përbërësit kryesorë të valëve elektromagnetike - konstante dielektrike dhe përshkueshmëri magnetike. Sipas Pablos Holman, një shpikës në Intellectual Ventures, antenat e krijuara duke përdorur teknologjinë metamateriale mund të zëvendësojnë përfundimisht kullat e qelizave, linjat telefonike fikse dhe kabllot koaksiale dhe fibra optike.
Antenat tradicionale janë akorduar për të përgjuar energjinë e kontrolluar të një gjatësi vale specifike, e cila ngacmon elektronet në antenë për të gjeneruar rryma elektrike. Nga ana tjetër, këto sinjale të koduara mund të interpretohen si informacion.
Sistemet moderne të antenave janë të rënda sepse frekuenca të ndryshme kërkojnë një lloj të ndryshëm antene. Në rastin e antenave të bëra nga metamateriale, shtresa sipërfaqësore ju lejon të ndryshoni drejtimin e lakimit të valëve elektromagnetike. Metamaterialet tregojnë përshkueshmëri negative dielektrike dhe magnetike negative dhe prandaj kanë një indeks thyes negativ. Ky indeks refraktiv negativ, që nuk gjendet në asnjë material natyror, përcakton ndryshimin e valëve elektromagnetike kur kalon kufirin e dy mediave të ndryshme. Kështu, marrësi i një antene metamateriale mund të akordohet elektronikisht për të marrë frekuenca të ndryshme, gjë që bën të mundur që zhvilluesit të arrijnë brez të gjerë dhe të zvogëlojnë madhësinë e elementeve të antenës.
Metamaterialet brenda antenave të tilla mblidhen në një matricë të sheshtë të qelizave individuale të mbushura dendur (shumë të ngjashme me vendosjen e pikselëve në ekranin e televizorit) me një matricë tjetër të sheshtë të valëzuesve paralel drejtkëndëshe, si dhe një modul që kontrollon emetimin e valës përmes softuerit dhe lejon antenën të përcaktojë drejtimin e rrezatimit.
Holman shpjegoi se mënyra më e lehtë për të kuptuar meritat e antenave metamateriale është të hedhësh një vështrim më të afërt në hapjet fizike të antenës dhe besueshmërinë e lidhjeve të internetit në anije, aeroplanë, dronë dhe sisteme të tjera lëvizëse.
"Çdo satelit i ri komunikimi i lëshuar në orbitë këto ditë," vazhdoi Holman, "ka më shumë kapacitet sesa plejada e satelitëve që kishte vetëm disa vjet më parë. Ne kemi një potencial të madh për komunikim pa tel në këto rrjete satelitore, por mënyra e vetme për të komunikuar me ta është marrja e një pjate satelitore, e cila është e madhe, e rëndë dhe e shtrenjtë për tu instaluar dhe mirëmbajtur. Me një antenë të bazuar në metamateriale, ne mund të bëjmë një panel të sheshtë që mund të drejtojë rreze dhe të synojë drejtpërdrejt në satelit.
"Pesëdhjetë përqind e kohës antena fizikisht e drejtueshme nuk është e orientuar drejt satelitit dhe ju jeni efektivisht jashtë linje," tha Holman. "Prandaj, një antenë metamateriale mund të jetë veçanërisht e dobishme në një kontekst detar, sepse pjata kontrollohet fizikisht për ta drejtuar atë në satelit, pasi anija shpesh ndryshon drejtim dhe tundet vazhdimisht në valë."
Bionikë
Zhvillimi i materialeve të reja po shkon drejt krijimit të sistemeve fleksibël multifunksionale me forma komplekse. Këtu një rol të rëndësishëm luan shkenca e aplikuar në zbatimin e parimeve të organizimit, vetive, funksioneve dhe strukturave të natyrës së gjallë në pajisjet dhe sistemet teknike. Bionika (në biomimetikën perëndimore) ndihmon një person të krijojë sisteme teknike origjinale dhe procese teknologjike bazuar në idetë e gjetura dhe të huazuara nga natyra.
Qendra Kërkimore e Luftës Nëndetëse të Marinës Amerikane po teston një aparat autonome të kërkimit të minave (APU) që përdor parimet bionike. duke imituar lëvizjet e jetës detare. Rroja është 3 metra e gjatë dhe mund të bartet nga dy persona. Elektronika e tij koordinon punën e katër krahëve që përplasen dhe dy helikave të pasme. Lëvizjet përplasëse imitojnë lëvizjet e disa kafshëve, të tilla si zogjtë dhe breshkat. Kjo lejon që APU të rri pezull, të kryejë manovra të sakta me shpejtësi të ulëta dhe të arrijë shpejtësi të larta. Kjo aftësi manovruese gjithashtu lejon që Rroja të ripozicionohet lehtë dhe të notojë rreth objekteve për imazhe 3D.
Agjencia Amerikane e Kërkimit të Marinës po financon zhvillimin e një prototipi të Pliant Energy Systems për një zhytës opsional autonom Velox, i cili zëvendëson helikat me një sistem të fineve të qëndrueshëm, jo-linearë, të ngjashëm me letrën që gjenerojnë lëvizje të valëzuara të përsëritura. Pajisja shndërron lëvizjet e fineve polimer elektroaktiv, të valëzuar, fleksibël me një gjeometri të rrafshët hiperbolike në lëvizje përkthimore, duke lëvizur lirshëm nën ujë, në valët e sërfit, në rërë, mbi det dhe vegjetacion tokësor, në shkëmbinj të rrëshqitshëm ose akull.
Sipas një zëdhënësi të Pliant Energy Systems, lëvizja e valëzuar përpara parandalon ngatërrimin në bimësi të dendur, pasi nuk ka pjesë rrotulluese, duke minimizuar dëmtimin e bimëve dhe sedimenteve. Artizanati me zhurmë të ulët, i mundësuar nga një bateri litium-jon, mund të përmirësojë lulëzimin e tij për të ruajtur pozicionin e tij nën akull, ndërsa mund të kontrollohet nga distanca. Detyrat e tij kryesore janë: komunikimi, përfshirë GPS, WiFi, radio ose kanale satelitore; inteligjenca dhe mbledhja e informacionit; kërkim dhe shpëtim; dhe skanimi dhe identifikimi i min.
Zhvillimi i nanoteknologjisë dhe mikrostrukturave është gjithashtu shumë i rëndësishëm në teknologjitë bionike, frymëzimi për të cilat merret nga natyra në mënyrë që të simulojë proceset fizike ose të optimizojë prodhimin e materialeve të reja.
Laboratori Kërkimor i Marinës Amerikane po zhvillon një mburojë polimer transparente që ka një mikrostrukturë me shtresa të ngjashme me guaskën chitinous të krustaceve, por e bërë nga materiale plastike. Kjo lejon që materiali të mbetet konform në një gamë të gjerë të temperaturave dhe ngarkesave, gjë që lejon që ai të përdoret për të mbrojtur personelin, platformat e palëvizshme, automjetet dhe avionët.
Sipas Yas Sanghera, shef i materialeve dhe pajisjeve optike në këtë laborator, mbrojtja e disponueshme në treg është bërë zakonisht nga tre lloje plastike dhe nuk mund të përballojë njëqind për qind një plumb 9 mm të gjuajtur nga 1-2 metra dhe duke fluturuar nga shpejtësia 335 m / s
Armatura transparente e zhvilluar nga ky laborator lejon një reduktim të masës prej 40% duke ruajtur integritetin balistik dhe thith 68% më shumë energji plumbash. Sanghera shpjegoi se forca të blinduara mund të ishin perfekte për disa aplikime ushtarake, të tilla si automjete të mbrojtura nga minat, automjete të blinduara amfibë, automjete furnizimi dhe dritare të kabinës së avionit.
Sipas Sanghera, laboratori i tij synon, bazuar në zhvillimet ekzistuese, të krijojë një forca të blinduara transparente konformale të lehta me karakteristika të shumë ndikimit dhe të arrijë një ulje peshe prej më shumë se 20%, e cila do të sigurojë mbrojtje kundër plumbave të pushkëve të kalibrit 7, 62x39 mm.
DARPA po zhvillon gjithashtu forca të blinduara transparente Spinel me veti unike. Ky material ka karakteristika të shkëlqyera me shumë ndikime, ngurtësi të lartë dhe rezistencë ndaj erozionit, rezistencë të shtuar ndaj faktorëve të jashtëm; transmeton rrezatim më të gjerë infra të kuqe me valë të mesme, i cili rrit aftësitë e pajisjeve të shikimit të natës (aftësia për të parë objekte pas sipërfaqeve të qelqit), dhe gjithashtu peshon gjysmën e peshës së xhamit tradicional antiplumb.
Ky aktivitet është pjesë e programit DARPA's Atoms to Product (A2P), i cili "zhvillon teknologjitë dhe proceset e kërkuara për të mbledhur grimca nano -shkallë (afër madhësive atomike) në sisteme, përbërës ose materiale të paktën në një shkallë milimetrike".
Gjatë tetë viteve të fundit, Agjencia ka arritur një zvogëlim të trashësisë së armaturës bazë transparente nga rreth 18 cm në 6 cm, duke ruajtur karakteristikat e saj të forcës, sipas kreut të programit A2P në DARPA, John Maine. Përbëhet nga shumë shtresa të ndryshme, "jo të gjitha prej qeramike dhe jo të gjitha prej plastike ose qelqi", të cilat janë ngjitur në materialin mbështetës për të parandaluar plasaritje. "Ju duhet ta konsideroni atë si një sistem mbrojtës, jo si një pjesë monolit të materialit."
Xhami Spinel u prodhua për instalim në prototipet e kamionëve të Ushtrisë Amerikane FMTV (Familja e Automjeteve Taktike të Mesme) për vlerësim nga Qendra Kërkimore e Armatosur.
Nën programin A2P, DARPA i dha Voxtel, një Institut Oregon për Nanomateriale dhe Mikroelektronikë, një kontratë prej 5.59 milion dollarë për kërkimin e proceseve të prodhimit që shkallëzohen nga nano në makro. Ky projekt bionik përfshin zhvillimin e një ngjitësi sintetik që imiton aftësitë e hardhucës gecko.
“Në thembrat e geckos, ka diçka si qime të vogla … rreth 100 mikronë të gjatë, të cilët degëzohen me dhunë. Në fund të secilës degë të vogël është një nanoplate e vogël me madhësi rreth 10 nanometra. Kur jeni në kontakt me një mur ose tavan, këto pllaka lejojnë që geko të ngjitet në mur ose tavan.
Maine tha se prodhuesit nuk mund t'i përsërisin kurrë këto aftësi sepse nuk mund të krijojnë nanostruktura të degëzuara.
"Voxtel zhvillon teknologji prodhimi që përsërisin këtë strukturë biologjike dhe kapin këto cilësi biologjike. Ai përdor nanotubat e karbonit në një mënyrë vërtet të re, ju lejon të krijoni struktura komplekse 3D dhe t'i përdorni ato në mënyra shumë origjinale, jo domosdoshmërisht si struktura, por në mënyra të tjera, më krijuese."
Voxtel dëshiron të zhvillojë teknika të përparuara të prodhimit të aditivëve që do të prodhojnë "materiale që vetë janë mbledhur në blloqe funksionale të plota, pastaj të grumbulluara në sisteme komplekse heterogjene". Këto teknika do të bazohen në simulimin e kodeve të thjeshta gjenetike dhe reaksioneve të përgjithshme kimike të gjetura në natyrë, të cilat lejojnë molekulat të vetë-mblidhen nga niveli atomik në struktura të mëdha të afta për të furnizuar veten me energji.
"Ne duam të zhvillojmë një ngjitës të avancuar të ripërdorshëm. Ne do të donim të merrnim një material me vetitë e një ngjitësi epoksi, por pa disponueshmërinë e tij dhe ndotjen e sipërfaqes, - tha Main. "Bukuria e një materiali të stilit gecko është se nuk lë mbetje dhe funksionon menjëherë".
Materiale të tjera të avancuara me shpejtësi përfshijnë materiale ultra të holla si grafeni dhe nanotubat e karbonit, të cilat kanë veti strukturore, termike, elektrike dhe optike që do të revolucionarizojnë hapësirën e sotme luftarake.
Grafeni
Ndërsa nanotubat e karbonit kanë potencial të mirë për aplikime në sistemet elektronike dhe të kamuflazhit, si dhe në fushën biomjekësore, grafeni është "më interesant sepse ofron, të paktën në letër, më shumë mundësi", tha Giuseppe Dakvino, një zëdhënës i Mbrojtjes Evropiane Agjencia (EOA).
Grafeni është një nanomaterial shumë i hollë i formuar nga një shtresë e atomeve të karbonit me trashësi një atom. Grafeni i lehtë dhe i qëndrueshëm ka përçueshmëri rekord të lartë termike dhe elektrike. Industria e mbrojtjes po studion me kujdes mundësinë e përdorimit të grafenit në aplikimet që kërkojnë forcën, fleksibilitetin dhe rezistencën e tij ndaj temperaturave të larta, për shembull, në misionet luftarake të kryera në kushte ekstreme.
Dakvino tha se grafeni "është, të paktën në teori, materiali i së ardhmes. Arsyeja pse tani ka një debat kaq interesant është sepse pas kaq shumë vitesh kërkimesh në sektorin civil, është bërë e qartë se në të vërtetë do të ndryshojë skenarët luftarakë."
Për të renditur vetëm disa nga mundësitë: elektronikë fleksibël, sisteme energjetike, mbrojtje balistike, kamuflazh, filtra / membrana, materiale të shpërndarjes së nxehtësisë së lartë, aplikime biomjekësore dhe sensorë. Këto janë, në fakt, drejtimet kryesore teknologjike”.
Në Dhjetor 2017, EAO filloi një studim njëvjeçar të aplikimeve të mundshme ushtarake premtuese të grafenit dhe ndikimit të tij në industrinë evropiane të mbrojtjes. Kjo punë u drejtua nga Fondacioni Spanjoll për Kërkime Teknike dhe Inovacion, me të cilin Universiteti i Kartagjenës dhe kompania britanike Cambridge Nanomaterial Technology Ltd. Në maj 2018, u mbajt një seminar i studiuesve dhe ekspertëve për grafenin, ku u përcaktua një udhërrëfyes për përdorimin e tij në sektorin e mbrojtjes.
Sipas EOA, "Ndër materialet që kanë potencialin të revolucionarizojnë aftësitë mbrojtëse në dekadën e ardhshme, grafeni është i lartë në listë. I lehtë, fleksibël, 200 herë më i fortë se çeliku, dhe përçueshmëria e tij elektrike është e pabesueshme (më e mirë se silici), siç është përçueshmëria e tij termike ".
EOA gjithashtu vuri në dukje se grafeni ka veti të jashtëzakonshme në fushën e "menaxhimit të nënshkrimit". Kjo do të thotë, mund të përdoret për të prodhuar "veshje radio-thithëse, të cilat do t'i kthejnë automjetet ushtarake, avionët, nëndetëset dhe anijet sipërfaqësore në objekte pothuajse të pazbulueshme". E gjithë kjo e bën grafenin një material jashtëzakonisht tërheqës jo vetëm për industrinë civile, por edhe për aplikimet ushtarake, tokën, ajrin dhe detin ".
Për këtë qëllim, ushtria amerikane po studion përdorimin e grafenit për automjete dhe veshje mbrojtëse. Sipas inxhinierit Emil Sandoz-Rosado të Laboratorit të Kërkimit Ushtarak të Ushtrisë Amerikane (ARL), ky material ka veti të shkëlqyera mekanike, një shtresë atomike grafeni është 10 herë më e fortë dhe më shumë se 30 herë më e fortë se e njëjta shtresë e fibrave balistike komerciale. “Tavani për grafenin është shumë i lartë. Kjo është një nga arsyet pse disa grupe pune në ARL kanë shfaqur interes për të, sepse karakteristikat e tij të projektimit janë shumë premtuese për sa i përket rezervimit.
Sidoqoftë, ka edhe vështirësi mjaft të mëdha. Njëra prej tyre është shkallëzimi i materialit; ushtria ka nevojë për materiale mbrojtëse që mund të mbulojnë tanke, automjete dhe ushtarë. “Ne kemi nevojë për shumë më tepër. Në përgjithësi, ne po flasim për rreth një milion ose më shumë shtresa që na duhen për momentin”.
Sandoz-Rosado tha se grafeni mund të prodhohet në një ose dy mënyra, ose përmes një procesi zhvishem ku grafit me cilësi të lartë ndahet në shtresa të veçanta atomike, ose duke rritur një shtresë të vetme atomike grafeni në fletë bakri. Ky proces është vërtetuar mirë nga laboratorët që prodhojnë grafen me cilësi të lartë. "Nuk është krejtësisht e përsosur, por është shumë afër tij. Sidoqoftë, sot është koha të flasim për më shumë se një shtresë atomike, ne kemi nevojë për një produkt të plotë ". Si pasojë, kohët e fundit është nisur një program për të zhvilluar procese të vazhdueshme të prodhimit të grafenit në shkallë industriale.
"Pavarësisht nëse janë nanotubat e karbonit apo grafeni, ju duhet të merrni parasysh kërkesat specifike që duhet të përmbushen," paralajmëroi Dakvino, duke vënë në dukje se përshkrimi formal i karakteristikave të materialeve të reja të përparuara, standardizimi i proceseve të sakta për krijimin e materialeve të reja, riprodhueshmëria e këtyre proceseve, prodhueshmëria e të gjithë zinxhirit (nga hulumtimet bazë në prodhimin e demonstrimeve dhe prototipeve) kanë nevojë për studim dhe arsyetim të kujdesshëm kur bëhet fjalë për përdorimin e materialeve të përparuara siç janë grafeni dhe nanotubat e karbonit në platformat ushtarake.
“Ky nuk është vetëm hulumtim, sepse në fund të fundit, duhet të jeni të sigurtë se një material i caktuar është përshkruar zyrtarisht dhe më pas duhet të jeni të sigurt se mund të prodhohet në një proces të caktuar. Nuk është aq e lehtë, sepse procesi i prodhimit mund të ndryshojë, cilësia e produktit të prodhuar mund të ndryshojë në varësi të procesit, kështu që procesi duhet të përsëritet disa herë."
Sipas Sandoz-Rosado, ARL punoi me prodhuesit e grafenit për të vlerësuar klasën e cilësisë së produktit dhe shkallëzueshmërinë e tij. Edhe pse ende nuk është e qartë nëse proceset e vazhdueshme, të cilat janë në fillim të formimit të tyre, kanë një model biznesi, kapacitet të përshtatshëm dhe nëse ato mund të ofrojnë cilësinë e kërkuar.
Dakvino vuri në dukje se përparimet në modelimin kompjuterik dhe llogaritjen kuantike mund të përshpejtojnë kërkimin dhe zhvillimin, si dhe zhvillimin e metodave për prodhimin e materialeve të përparuara në të ardhmen e afërt. "Me dizajnin e ndihmuar nga kompjuteri dhe modelimin e materialit, shumë gjëra mund të modelohen: karakteristikat e materialit dhe madje edhe proceset e prodhimit mund të modelohen. Ju madje mund të krijoni realitet virtual, ku në thelb mund të shikoni fazat e ndryshme të krijimit të një materiali."
Dakwino tha gjithashtu se modelimi i avancuar i kompjuterit dhe teknikat e realitetit virtual ofrojnë një avantazh duke krijuar "një sistem të integruar ku mund të simuloni një material të veçantë dhe të shihni nëse ai material mund të aplikohet në një mjedis të veçantë". Llogaritja kuantike mund të ndryshojë rrënjësisht gjendjen e punëve këtu.
"Në të ardhmen, unë shoh edhe më shumë interes për mënyrat e reja të prodhimit, mënyra të reja të krijimit të materialeve të reja dhe procese të reja prodhimi përmes simulimit kompjuterik, pasi fuqia e madhe llogaritëse mund të merret potencialisht vetëm duke përdorur kompjuterë kuantikë."
Sipas Dakwino, disa aplikime të grafenit janë teknologjikisht më të avancuara, ndërsa të tjerat janë më pak. Për shembull, përbërjet qeramike të bazuara në matricë mund të përmirësohen duke integruar pllaka grafeni që përforcojnë materialin dhe rrisin rezistencën e tij mekanike duke zvogëluar peshën e tij. "Nëse po flasim, për shembull, për përbërjet," vazhdoi Dakvino, "ose, në termat më të përgjithshëm, për materialet e përforcuara duke shtuar grafen, atëherë do të marrim materiale reale dhe procese reale të prodhimit të tyre masiv, nëse jo nesër, por ndoshta në pesë vitet e ardhshme ".
"Kjo është arsyeja pse grafeni është kaq interesant për sistemet e mbrojtjes balistike. Jo sepse grafeni mund të përdoret si forca të blinduara. Por nëse përdorni grafen në armaturën tuaj si një material përforcues, atëherë mund të bëhet më i fortë se edhe Kevlar."
Fushat prioritare, për shembull, sistemet dhe sensorët autonomë, si dhe zonat ushtarake me rrezik të lartë, të tilla si nënujore, hapësinore dhe kibernetike, mbi të gjitha varen nga materialet e reja të përparuara dhe ndërfaqja e nano- dhe mikroteknologjisë me bioteknologjinë, "vjedhurazi" materiale, materiale reaktive dhe sisteme të prodhimit dhe ruajtjes së energjisë.
Metamaterialet dhe nanoteknologjia si grafeni dhe nanotubat e karbonit po pësojnë zhvillim të shpejtë sot. Në këto teknologji të reja, ushtria po kërkon mundësi të reja, duke eksploruar aplikimet dhe barrierat e tyre të mundshme, pasi ata janë të detyruar të balancojnë midis nevojave të fushës së betejës moderne dhe qëllimeve kërkimore afatgjata.
