Biološke znanstvene spoznaje u službi obrambenih tehnologija trebale bi omogućiti realnu uporabu u budućem razvitku vrhunskih vojnih tehnologija

Otkad je svijeta, čovjeka zanima njegov postanak, razvoj i funkcioniranje, ali i kontrola nad svim tims. S vremenom je čovjek spoznavao funkcioniranje prirode i organizma i tako stvarao znanost o tome ? biologiju. Današnje spoznaje iz te fundamentalne znanosti imaju višestruku korist u svakodnevnom životu, u prvom redu u poboljšanju njegove kvalitete i očuvanju okoliša. Ali, te spoznaje i otkrića, čovjeka su navele da shvati, da nije ni približno najsavršeniji organizam u prirodi. Osim po funkcioniranju centralnog živčanog sustava u odnosu na živčane sustave ostalih živih stvorenja, u svim drugim sustavima organizma čovjek nije superirorniji. Od njega u prirodi ima netko drugi: bolji, brži, snalažljiviji, jači, osjetljiviji i izdržljiviji ? i to u: životinjskom svijetu. Ovaj članak donosi spoj dviju znanosti u vojne svrhe: biologije i strojarstva kroz sasvim realnu uporabu bioloških znanstvenih spoznaja u razvitku vrhunskih vojnih tehnologija. Glavna ideja i nit vodilja u razvitku vrhunskih vojnih tehnologija je: oponašanje vrhunskih sofisticiranih i specijaliziranih bioloških sustava (“Biologically Inspired Creations”), sustava koji postoje već 400 milijuna godina u živom svijetu. Ti biološki sustavi omogućuju pojedinim životinjama, primjerice: lakoću manevriranja, inat gravitaciji, hodanje po površini vode i po okomitim površinama, vrhunsku navigaciju i orijentaciju, mimikriju, izradu gipkih materijala čvršćih od čelika, detekciju za opasnost i prirodne katastrofe, noćni vid itd.
Možda je početak 21. stoljeća istodobno i početak stvaranja niza novih interdisciplinarnih znanosti među kojima je i biostrojarstvo.
Svi navedeni podaci i pronalasci izneseni u ovom tekstu, ili su već laboratorijski ispitani, ili su u zamisli vojnih znanstvenika, ili pak već u primjeni.

Protubalistička zaštita

Za početak nešto iz područja prirodnih materijala. Svima poznata paučina koju pauci (red Araneae) proizvode u svojim predljivim žlijezdama za izgradnju različitih mreža i zapreka, jedno je od najčvršćih prirodnih materijala i 20 puta čvršće od čelika. Zadak pauka na kojem su predljive bradavice radi kao automat za sladoled jer iz predljivih cjevčica izlazi predljiva tvar koja se na zraku skruti u izvanredno tanku nit od fibroina, promjera 0,0004 mm. Iz predljive bradavice izlazi “konac” debljine 0,005 mm, koji je splet od mnogo tankih niti, pa je zbog toga jednoličan, čvrst i trajan. Zbog tih svojstava rabe se u neke tehničke posebne svrhe, npr. za podjelu vidnog polja u optičkim spravama.
Vojni znanstvenici su počeli odgonetati sveti gral znanosti o čvrstoći otkrivši način masovne proizvodnje paučine i njezine uporabe. I to nigdje drugdje nego u području protubalističke zaštite. Poznati problem učinkovite i gipkije protubalističke zaštite i pokretljivosti vojnika natjerao je molekularne biologe da izoliraju gene (DNA sekvencu) iz pauka odgovorne za proizvodnju paučine i zatim te gene ugrade na posebno mjesto u genom koze.
Rezultat je kozje mlijeko puno proteina paukove svile, odnosno paučine jer svaka takva koza daje tisuću puta više tog materijala od pauka. Izoliranjem tih proteina iz mlijeka i imitirajući paukov aparat, mehanički se ispredu supervlakna biočelika (paučine) od koje se kasnije doslovno sašije protubalističko odijelo, odnosno laki oklop koji je nekoliko stotina puta lakši i tanji od klasičnog oklopa. Svojom rastezljivošću oklop apsorbira prodorni učinak metka, kao što pauk zaustavlja svojom mrežom muhu, a prednost mu je i savitljivost, pa može pokriti vojnika sve do članaka prstiju ruku i nogu.

Noćni vid i nevidljivost po danu

Noćna borba u suvremenom ratovanju zahtijeva uporabu pomagala za bolju vidljivost. U te svrhe danas postoje infracrvene naočale kojima vojnik ima tusuću puta bolju vidljivost. Tehnologija koja se zasniva na osjetu vrlo malih temperaturnih razlika objekta i okoline dugovalnim infracrvenim zrakama omogućava otkrivanje toplih motora i ljudskih tijela po nekoliko kilometara udaljenih. Znanstvenici se trude dobiti osjetljivi detektorski sustav za otkrivanje toplinskih izvora kakav ima maleni kukac zvan melanofila (Melanophila acuminata). Ta životinjica u stanju je otkriti šumski požar udaljen i do 12 km, a sve to u svrhe polaganja svojih jajašaca na pougljenjenom drvetu. Ona ima receptore mehaničke prirode u obliku sitnih jamica i kuglica koje se gibaju i na najmanji temperaturni pomak, a nalaze se ispod krila. Receptori reagiraju u samo 2-3 milisekunde vodeći tako kukca prema toplini plamena. Takav detektor imao bi svoju višenamjensku primjenu u noćnoj borbi. S druge strane, danja borba zahtjevnija je što se tiče skrivanja. Nevidljivost je jedna od mnogih tema u suvremenim SF filmovima. Ali, u prirodi postoje pravi majstori za takve stvari. Ne, ovdje nije riječ o mimikriji kod kukaca ni promjenama boje kod kameleona, već o nevidljivom ogrtaču od leptirskih krila.
Većina leptirskih krila stvara boje na osnovi pigmenta, ali leptir zvan morf (morph) ima krila pokrivena tisućama ljuščica koje se preklapaju, a svaka je pojedina načinjena od prozirnog materijala. Tajna sjajne i nevidljive raskoši leptira morfa krije se u hrptima. Svaki je hrbat prevučen poput božićnog drvca grančicama koje odbijaju i iznova preusmjeravaju svjetlost. To je sjajna igra svjetla i boja, a debljina i razmaci slojeva određuju koju ćete boju vidjeti.
Ta sposobnost manipulacije bojama ima golemih implikacija. Znanstvenici se nadaju da će stvoriti nove tkanine i premaze koje će odbijati svjetlo tako da bude u skladu s pozadinom i učiniti vojnike praktično nevidljivim. Tehnologija leptirskih krila mogla bi se štoviše iskoristiti za pokrivanje vojnikova toplinskog potpisa u borbi i onemogućiti njegovo otkrivanje pomoću toplinskih senzora.

Biološki i kemijski superdetektori protiv superterorista

No, što ako se suočimo s neprijateljem koji izgleda kao mi, ponaša se kao mi i živi u susjedstvu? Što ako je na udaru svakidašnji život, a mete su civili?
Što je najgore, prijetnje mogu biti nevidljive i neprimjetne svim ljudskim osjetilima. To su kemijske, biološke i radiološke prijetnje. Takav teroristički napad može stići sa svih strana, na svaku adresu, iznenada, što je dokazano bioterorističkim napadom antraksom. Primjerice, zaštita od opasnosti kakve su spore antraksa zahtijeva vremena. Prvo, mora se otkriti otkud potječe i tko ga širi. Zatim, uzorke treba poslati na ispitivanje, a za rezultate treba vremena. U međuvremenu se agens širi. I stvara nove žrtve i paniku. Zato znanstvenici razvijaju novu generaciju detekcijskih sustava za rano upozorenje – male naprave koje bi se mogle uporabiti slično kao naprave za uzbunjivanje od požara. Bile bi minijaturni laboratorij veličine poštanske marke. Stalno bi uzimale uzorke smrtonosnih agensa i mogle bi trenutačno upozoravati na njihovu prisutnost, tj. na opasnost.
Rješenje za razvoj takvog superdetektora možda se krije u nečemu tako jednostavnome kao što je kišna kap.
Snaga jedne kišne kapi je zadivljujuća. Jedna jedina kišna kap može, primjerice mravlji svijet okrenuti naglavce. Moćni mravi koji mogu ponijeti teret deseterostruko teži od sebe, nisu se u stanju odvojiti od kapi koja ih zapljusne. Još moćnija i nevidljiva sila koja im to ne dopušta je napetost površine.
Znanstvenici koji se bave iskorištavanjem te sile napravili su presudan korak u stvaranju minijaturnog laboratorija koji bi mogao upozoravati gradove na kemijske i biološke napade. Cilj je iskoristiti fenomen napetosti površine za učinkovitiji transport tekućine uz pomoć gravitiranja tekućine prema nekoj kliznoj površini. Zašto?
Uobičajeni je transport tekućine uz pomoć crpki, ventila i cijevi uz utrošak energije, što možemo činiti i što zapravo činimo svakog dana. No, na mikrorazini to postaje nemoguće.
Potrebna je klizna površina koja omogućuje transport tekućine bez utroška velike energije. U prirodi su znanstvenici našli upravo ono što su tražili ? lotosov list.
Grubost njegove površine prekrivene voskom zapravo pomaže odvraćanju vode. Cilj je da voda gravitira površini, što omogućava sila napetosti površine, a da istodobno klizi površinom.
Struktura površine lotosova lista vrlo je slična strukturi površine koja to omogućuje. Koristeći se modelom lotosovog lista, znanstvenici rade na razvoju idealne površine. Tako je napravljen poboljšani proizvod prirode: površina od sintetičkog materijala koja stvara manje trenje čak i od lotosovog lista. Sad je problem kako nadzirati kretanje svake kapljice. Otkriveno je da se primjenom električnog potencijala na površini vodena kapljica po površini može micati.
Površina neznatnog trenja u kombinaciji s kapljicom uz pomoć površinske napetosti tekućine bili bi uz primjenu električnog potencijala minijaturni laboratorij za detekciju.
Kad se na takvoj površini stvore ili spoje dvije kapljice, u određenom smislu se stvara metoda elektrokemijske reakcije na čipu. Prema tom predlošku, kapljice na čipu mogle bi stalno uzimati uzorke iz zraka u potrazi za kemijskim i biološkim agensima. Prepoznana opasnost i upozorenje od opasnosti bi bilo pravodobno.
Kad se jednom uspostavi ta tehnologija, moći će se stvoriti mreža senzora po gradu koja će stalno pratiti stanje i biti bežično povezana s Glavnim stožerom. Usavršavanjem te tehnologije, dobiveni detektori će biti precizni, dostupni i jeftini.

Ante VUČEMILOVIĆ