点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:【科普中国军事科技】4D打印可以造就怎样的智能武器?
首页> 科技频道> 科普中国军事科技前沿> 短视频 > 正文

【科普中国军事科技】4D打印可以造就怎样的智能武器?

来源:光明网-科普中国2023-09-19 11:39

  目前,3D打印技术应用正方兴未艾,具有智能变形效果的4D打印技术已取得令人振奋的成果。据2023年5月23日出版的《先进材料》杂志介绍,德国慕尼黑工业大学和日本NTT医疗与健康信息学实验室的科学家,已经开发出采用4D打印技术生产的柔性电极。在插入潮湿生物组织时,4D电极会折叠并包裹在超薄神经纤维周围。该研究团队在蝗虫身上进行的验证结果显示,直径100微米的细神经纤维被4D电极精巧包裹,刺激精准且完全不会损伤神经。

【科普中国军事科技】4D打印可以造就怎样的智能武器?

  柔性电极再次向世人证明了4D打印技术的优势。相对于3D打印技术,4D打印构件具有了随时间推移而发生外形可控变化能力,和外界特定条件刺激下的性能和功能方面的预设变化能力。如我国“祝融”号火星探测器,着陆火星后其国旗的展开,就是通过加热形状记忆复合材料,实现了国旗的自动锁定、释放和展开。

  4D打印在军事上具有广泛的应用前景,能在新型装备制造、战场抢修、城市作战救援或太空环境中大显身手,成为战斗力新的增长点。如利用4D打印这一技术,未来能够生产出既能为士兵提供绝对的保护、足够轻盈、还可根据个人身形量身打造,且不会给士兵增加负担或限制其动作的智能单兵防护服。

  同时,利用4D打印技术,还可以制造出能够随周围环境、地形变化而改变涂装颜色、机械外形等的变色变形装备,以及在受伤破损时具有自我重新组装、自我修复功能的武器装备等。

  如未来可能会采用4D打印技术生产制造可再生、自修复机翼等战机易损零部件。当机翼受伤或破损时,4D打印智能机翼会自动修补弹洞,相应的备品备件会自动替换破损件。

  再如“蜂鸟”等微型无人机,未来如果与4D打印技术结合,她的初始外形可以做成弹头形状,使用时可由枪炮从较远的距离发射到目标区域。

  这样既能够节约存储空间、便于携带,也能够大幅增加无人机航程、极大提升无人机抵达目标区域速度,并且能够相应增加无人机留空作战时间。其技术、战术性能将成倍增加。

  除了防护和提升武器自身性能外,运用4D打印技术,未来还能够制造出具有强大智能进攻能力、且不会对人与武器装备造成致命伤害的新概念武器。如将来可能会制造出装填有智能悬浮颗粒微型构件的炸弹,这种炸弹发射到行进间的飞机、舰艇、坦克等武器平台附近后,爆炸产生的具有可变形状和功能的悬浮颗粒“团雾”,被吸入飞机、舰艇等平台发动机后,受热受压产生功能变化和外形整合,引起发动机的阻塞或缺氧窒息等而无法运转。

  再如,未来也可能会制造出微型智能仿生蜂群,发现敌方雷达等战场情报信息传感器信息后,会在雷达波等的指引下自动寻找目标,并附着在雷达等目标天线、电极等敏感部件处,变型或变性为类似石墨炸弹效果的传感器失能武器,造成敌方雷达无法正常工作或在可控的时间窗口内失效等。

  虽然目前4D打印技术的军事应用大多还停留在理论研究或实验室状态,但是,随着新型材料、人工智能和模拟仿真、仿生等技术与4D打印技术的跨学科发展应用,类似变形金刚的智能机器人战士、或具有壁虎断尾再生能力的可变形武器装备将会成为现实。特别是随着超级巨型4D打印技术和智能材料技术等的突破发展,人类或许真会迎来批量制造生产4D打印智能武器装备的时代。

  出品:科普中国

  监制:光明网科普事业部

  制片人:战钊 宋雅娟

  科学审核:梁春晖(军事科普工作者)

  策划:陆鹰(陆航专家)王鹏飞(军事专家)

  导演:金赫

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文(