کاربرد نظامی گرافن - ایران گرافن

کاربرد نظامی گرافن بسیار زیاد و قابل توجه است.

گرافن، ماده‌ای متشکل از یک لایه منفرد از اتم‌های کربن که در یک شبکه شش ضلعی قرار گرفته‌اند، در سال‌های اخیر به دلیل خواص مکانیکی، الکتریکی و حرارتی استثنایی‌اش مورد توجه قرار گرفته است. یکی از زمینه‌هایی که گرافن پتانسیل تأثیرگذاری قابل توجهی در آن دارد کاربردهای دفاعی است. ویژگی‌های استثنایی گرافن آن را به یک ماده ایده‌آل برای طیف وسیعی از کاربردهای دفاعی، از زره‌های سبک وزن و محافظت از بدن گرفته تا حسگرهای پیشرفته، سیستم‌های ذخیره انرژی و ارتباطات تبدیل می‌کند. همانطور که محققان به کشف پتانسیل گرافن در دفاع ادامه می‌دهند، می‌توان انتظار داشت که برنامه‌های جدید و فن آوری ها نوآورانه‌ای را ببینیم که به بهبود ایمنی و اثربخشی پرسنل و تجهیزات نظامی کمک می‌کنند.

مواد سبک و با استحکام بالا

یکی از امیدوارکننده ترین کاربرد نظامی گرافن ، ساخت مواد سبک وزن و با استحکام بالا است. گرافن یکی از قوی‌ترین مواد شناخته شده است و نسبت قدرت به وزن استثنایی آن، آن را به ماده‌ای ایده‌آل برای توسعه زره‌های سبک وزن و محافظت از بدن سربازان تبدیل می‌کند. کامپوزیت های مبتنی بر گرافن همچنین ممکن است در توسعه نسل بعدی وسایل نقلیه نظامی، هواپیماها و کشتی ها استفاده شوند که ضمن کاهش وزن، استحکام و دوام بهتری را ارائه می دهند.

سنسورهای پیشرفته

خواص حرارتی استثنایی این ماده باعث کاربرد نظامی گرافن و همچنین تبدیل آن به ماده ای ایده آل برای توسعه حسگرهای پیشرفته و فناوری های تصویربرداری برای کاربرد نظامی گرافن شده است. حسگرهای مبتنی بر گرافن می‌توانند حتی کوچک‌ترین تغییرات دما را تشخیص دهند و آن‌ها را برای شناسایی نشانه‌های حرارتی و شناسایی تهدیدات بالقوه ایده‌آل می‌سازند. فناوری‌های تصویربرداری مبتنی بر گرافن، مانند دوربین‌های مادون قرمز، همچنین می‌توانند تصاویری با وضوح بالا ارائه دهند که می‌تواند به پرسنل نظامی کمک کند اهداف را شناسایی کرده و در شرایط کم نور جهت‌یابی کنند.

باتری های مبتنی بر گرافن

یکی دیگر از کاربرد نظامی گرافن در توسعه باتری های با کارایی بالا و سیستم های ذخیره انرژی است. باتری‌های مبتنی بر گرافن می‌توانند چگالی انرژی بسیار بالاتر، زمان شارژ سریع‌تر و طول عمر بیشتری نسبت به باتری‌های سنتی ارائه دهند. این می تواند به قدرت بخشیدن به طیف وسیعی از کاربردهای دفاعی، مانند وسایل الکترونیکی قابل حمل، وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین و وسایل نقلیه زمینی کمک کند.

رادار گریزی وسایل نظامی

هنگامی که گرافن به طور مناسب بر روی سطوح وسایل نقلیه نظامی – از جمله زمینی، دریایی و هواپیماها – اعمال می شود، ممکن است برای دستگاه های رادار متخاصم غیرقابل شناسایی شوند و محافظت رادارگریز پرسنل نظامی را افزایش دهند. که از دیگر جذابیت های کاربرد نظامی گرافن است.

محافظت از ماهواره ها

از دیگر کاربرد نظامی گرافن استفاده از این مواد برای محافظت از ماهواره ها در برابر زباله های فضایی و حمله دشمن با تقویت پوسته بیرونی بدون افزودن وزن است.

رمزگذاری مبتنی بر گرافن

از کاربرد های نظامی گرافن همچنین ممکن است برای توسعه ارتباطات پیشرفته و فناوری های رمزگذاری برای کاربردهای دفاعی مورد استفاده قرار گیرد. آنتن‌ها و سیستم‌های ارتباطی مبتنی بر گرافن می‌توانند پهنای باند بالاتر و اتصالات قابل اطمینان‌تری را حتی در محیط‌های سخت فراهم کنند. رسانایی الکتریکی استثنایی گرافن همچنین می تواند برای توسعه فناوری های رمزگذاری پیشرفته مورد استفاده قرار گیرد و اطمینان حاصل شود که ارتباطات نظامی حساس امن و محافظت می شوند.

افزایش امنیت سایبری

ویژگی‌های استثنایی گرافن آن را به یک ماده ایده‌آل برای توسعه فناوری‌های جدید تبدیل می‌کند که می‌تواند به بهبود امنیت سایبری کمک کند. با گنجاندن گرافن در برنامه‌های مختلف امنیت سایبری، محققان سیستم‌های امن‌تر و قوی‌تری ایجاد می‌کنند که برای دفاع در برابر تهدیدات سایبری مجهزتر هستند. که نشانگر نقش کلیدی کاربرد نظامی گرافن برای پیشرفت است.

در ادامه به تعدادی از روش های افزایش امنیت سایبری اشاره شده است:

تراشه های کامپیوتری با کارایی بالا

یکی از امیدوارکننده ترین کاربرد نظامی گرافن در امنیت سایبری در توسعه تراشه های کامپیوتری با کارایی بالا است. تراشه‌های مبتنی بر گرافن در مقایسه با تراشه‌های مبتنی بر سیلیکون سنتی، این پتانسیل را دارند که سرعت پردازش به‌طور قابل‌توجهی سریع‌تر و بازده انرژی بهبود یافته‌تری ارائه دهند. این می تواند منجر به توسعه سیستم های محاسباتی قدرتمندتر و ایمن تر شود که برای دفاع در برابر حملات سایبری مجهزتر هستند.

سنسور با حساسیت بالا

یکی دیگر از کاربرد نظامی گرافن در امنیت سایبری در توسعه حسگرهای بسیار حساس است. گرافن به دلیل حساسیت فوق‌العاده‌اش نسبت به تغییرات محیطی شناخته شده است و آن را به ماده‌ای ایده‌آل برای توسعه حسگرهایی تبدیل می‌کند که می‌توانند حتی کوچک‌ترین تغییرات دما، فشار یا رطوبت را تشخیص دهند. چنین حسگرهایی می‌توانند در طیف وسیعی از برنامه‌های امنیتی سایبری، مانند شناسایی و پاسخ به حملات سایبری در زمان واقعی، استفاده شوند.

شبکه های ارتباطی امن

گرافن همچنین ممکن است برای توسعه شبکه های ارتباطی امن تر و قوی تر استفاده شود. رسانایی استثنایی و مقاومت کم گرافن آن را به ماده ای ایده آل برای توسعه کابل های ارتباطی و آنتن هایی با سرعت بالا تبدیل می کند که کمتر در معرض تداخل و از دست دادن سیگنال هستند. این می تواند به بهبود امنیت و قابلیت اطمینان شبکه های ارتباطی کمک کند و آنها را کمتر در برابر حملات سایبری آسیب پذیر کند.

کاربرد نظامی گرافن در این حوزه نیز قابل توجه است.

سیستم های ذخیره سازی اطلاعات ایمن و بادوام

کاربرد نظامی گرافن همچنین ممکن است برای توسعه سیستم‌های ذخیره‌سازی اطلاعات امن‌تر و بادوام‌تر دیده شود. دستگاه های حافظه مبتنی بر گرافن پتانسیل ارائه تراکم ذخیره سازی بالاتر، سرعت دسترسی سریع تر و بهره وری انرژی بهبود یافته را در مقایسه با فناوری های ذخیره سازی سنتی دارند. این می تواند به محافظت از داده های حساس در برابر حملات سایبری کمک کند و اطمینان حاصل کند که اطلاعات مهم به صورت ایمن و قابل اعتماد ذخیره می شوند.

امنیت سایبری در دستگاه های Tempest

دستگاه‌های Tempest دستگاه‌های الکترونیکی هستند که برای جلوگیری از تشعشع تابش الکترومغناطیسی(EMR)  طراحی شده‌اند که می‌تواند برای جلوگیری از دسترسی به اطلاعات طبقه‌بندی شده استفاده شود. این دستگاه ها معمولاً در تأسیسات نظامی و دولتی برای محافظت از اطلاعات حساس در برابر دشمنان احتمالی استفاده می شوند. آنها همچنین در بخش های مهم سازمان های تجاری استفاده می شوند.

موارد ذکر شده تنها چند نمونه از کاربرد نظامی گرافن است. با این حال، توجه به این نکته مهم است که استفاده از گرافن در کاربردهای نظامی نگرانی های اخلاقی و ایمنی را افزایش می دهد و تحقیقات بیشتری برای درک کامل خطرات و مزایای بالقوه مورد نیاز است.

منبع:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201400349

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmats.2023.1192724/full