211service.com
Inteligentna broń biologiczna z czujnikami pyłu
Czy kiedykolwiek zauważyłeś połysk na skrzydle chrząszcza? Jeśli tak, prawdopodobnie uderzyła Cię jego niezwykła opalizacja. Jednak pomimo tego, co widzi twoje oko, ten kolor nie jest naturalny. Chrząszcze nie mają pigmentu, mówi Michael Sailor, profesor na wydziale chemii i biochemii na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego. Zamiast tego, wyjaśnia, kolor jest wytwarzany przez dwie inne właściwości: interferencję optyczną – to samo zjawisko kryje się za kolorami tęczy i baniek mydlanych – oraz skomplikowane struktury na powierzchni skrzydła.
Sztucznie naśladując to zjawisko, Sailor zamierza stworzyć coś więcej niż tęcze. Dzięki finansowaniu z Agencji Zaawansowanych Projektów Badawczych Obrony (DARPA) pracuje nad przekształceniem nanocząstek nasyconych opalizującymi kolorami w odciski palców, które można dodać do materiałów wybuchowych i innych chemikaliów, umożliwiając prześledzenie bomby lub nielegalnego narkotyku z powrotem do jednego producenta . Pracuje również nad tym, aby cząsteczki odbijały charakterystyczne kolory, gdy napotkają określone patogeny w powietrzu lub wodzie – aby stworzyć tani, jednorazowy czujnik do wykrywania broni chemicznej i biologicznej.
Aby wytworzyć cząsteczki, które Sailor nazywa inteligentnym pyłem, najpierw tworzy filtr dla światła na powierzchni wafla krzemowego wielkości około jednej czwartej. Umieszcza wafel w roztworze przewodzącym, a następnie elektrochemicznie koroduje go prądem przemiennym. Sailor mówi, że gdy [korozja] wwierca się w krzem, zwęża się i ponownie otwiera, potem zwęża się i ponownie otwiera. Rezultatem jest delikatnie wytrawiona sieć równoległych porów o średnicy około dwóch nanometrów. Używając wibracji ultradźwiękowych, Sailor kruszy opłatek na cząstki o szerokości włosa.
Zwykłe cząsteczki kurzu rozproszone w powietrzu lub wodzie rozpraszają światło w każdym kierunku. Ale po oświetleniu laserem, wyjaśnia Sailor, inteligentny pył wygląda zupełnie inaczej. Dostaniesz tę jedną ostrą, bardzo dokładną długość fali światła dla danego kąta, wpadającą i odbijającą się od tej powierzchni, mówi. Powstałe kolory są niesamowicie żywe, mocne [i] wysoce odblaskowe. Zmieniając prąd, długość procesu i skład roztworu, Sailor może tworzyć filtry, które wytwarzają miliony określonych kolorów. Każdy kolor jest określony przez współczynnik załamania tych złożonych warstw w krzemie. Sailor mówi, że współczynnik załamania światła jest jak kod kreskowy, który laser może odczytać, aby określić skład pyłu.
Praca Sailora zainteresowała DARPA ze względu na jej zastosowania na polu bitwy i przeciwdziałanie terroryzmowi. Cząsteczki mogą być stosowane jako znacznik do niektórych materiałów do produkcji bomb, tak aby po wybuchu bomby śledczy mogli przeskanować miejsce zbrodni w poszukiwaniu konkretnych cząsteczek inteligentnego pyłu. Większość materiałów wykorzystywanych w działaniach terrorystycznych jest wykorzystywana do niezgodnych z prawem celów, mówi Sailor. Jeśli różni producenci włączyliby unikalnie zakodowany inteligentny pył, rodzaj pyłu znaleziony na miejscu wybuchu bomby wskazywałby, gdzie zakupiono materiały bombowe i dawał wskazówkę dotyczącą tożsamości terrorystów, którzy wykonali bombę.
Podobną taktykę można zastosować do wytropienia materiałów wykorzystywanych do tworzenia nielegalnych narkotyków. Sailor mówi, że dealerzy i nielegalni producenci kupują tak zwane prekursory z legalnych magazynów chemicznych. Gdyby środki te zostały potraktowane inaczej zakodowanym inteligentnym pyłem, mówi, że odnalezienie leku z powrotem do pierwotnego magazynu, a następnie do kupującego byłoby znacznie łatwiejsze.
Chociaż inteligentny pył może służyć jako unikalny chemiczny odcisk palca, może być jeszcze bardziej przydatny jako czujnik, mówi Sailor. Dzieje się tak, ponieważ cząsteczki mogą inaczej odbijać światło w obecności pewnych substancji chemicznych – zmiana, która może zidentyfikować zanieczyszczenia chemiczne i biologiczne, w tym zanieczyszczenia i broń biologiczną.
W ramach demonstracji Sailor zakodował pył, aby wykryć MTBE, dodatek do benzyny. MTBE nie jest niszczony biologicznie, mówi Sailor, więc gdy dostanie się do ziemi, zostaje tam i może łatwo trafić do wody pitnej. Firma o nazwie Trex Industries wydała licencję na ten proces i opracowuje technologię monitorowania zanieczyszczeń i pestycydów.
Toksyczne środki nerwowe, takie jak Sarin, substancja chemiczna użyta podczas ataku na metro w Tokio, przeprowadzonego przez kult Aum Shinrikyo, są szczególnie wrażliwe na inteligentny pył. Ponieważ pestycydy, takie jak DDT, są chemicznie podobne do gazów nerwowych, Sailor mówi, że cząsteczki mogą być również przygotowane do ich wykrycia.
Inteligentny pył można rozmieścić na kilka sposobów. W przypadku zastosowań środowiskowych Sailor mówi, że kurz można posypać na ściany lub pomalować farbą, która pokrywa powierzchnie. Obrabiana powierzchnia zapaliłaby się wtedy, gdy na przykład opary gazu osiągną niepożądany poziom w powietrzu wokół zakładu przetwórstwa ropy naftowej. Mówi, że w scenariuszach bojowych łatwo byłoby pomalować skrzydła [drona] pyłem, przelecieć nim w powietrzu, które może być obciążone środkami nerwowymi, i uderzyć laserem z bezpiecznej odległości. Sailor twierdzi, że w sytuacjach terrorystycznych, takich jak World Trade Center, roboty można pomalować kurzem, wyposażyć w kamerę samomonitorującą i wysłać do rozbitego budynku w celu wykrycia wycieków gazu ziemnego. Podobną taktykę można zastosować do wykrywania śmiercionośnych czynników, takich jak wąglik, które mogłyby skazić budynek.
Obecnie pyłu nie można wykryć laserami z odległości większej niż 25 metrów. Nie stanowi to problemu w zastosowaniach środowiskowych, ale jest główną przeszkodą w użyciu na polu bitwy. Tak więc Sailor i jego zespół pracują nad tym, aby pył był wykrywalny z odległości kilometra lub więcej – i twierdzą, że mogą odnieść sukces w ciągu roku. Pracują również nad tym, aby inteligentny pył zachował swoje właściwości w trudnych warunkach zewnętrznych, a nawet w wyniku eksplozji. Jeśli mu się uda, Sailor stworzy cały pakiet: pył, który jest sprytny oraz trudny.