Per coloro che prestano servizio nelle forze armate degli Stati Uniti, i combattenti nemici sono solo uno dei tanti pericoli sul posto di lavoro. Il personale di tutti i rami dell'esercito dipende da una tecnologia all'avanguardia per svolgere le proprie operazioni e, se tale tecnologia fallisce, le conseguenze possono essere disastrose. Un singolo componente contraffatto nella catena di approvvigionamento è tutto ciò che serve per trasformare un verricello ad alta potenza o un sistema di lancio di aeromobili messo a punto da una risorsa a un pericolo per la sicurezza.
Questa realtà è stata la spinta alla ricerca rivoluzionaria dello scienziato della Marina Alison Smith, che studia scienze dei materiali nel campus della Divisione Gru del Naval Surface Warfare Center (NSWC) a Crane, Indiana. Smith si rese conto che i componenti sensibili potevano essere certificati mediante l'uso di firme su scala nanometrica, consentendo ai militari di sradicare rapidamente e facilmente la tecnologia di provenienza scadente e di proteggere i propri membri.
Smith presenterà il suo lavoro questo sabato al National Museum of American History di Washington, DC, in occasione dell'annuale Giornata delle invenzioni militari della Smithsonian. In collaborazione con l'Ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti, l'evento mette in mostra i contributi delle forze armate statunitensi all'innovazione globale. Scienziati e ingegneri informati sulle nuove tecnologie - dagli avanzati dispositivi di visione notturna notturna al rilevamento di immagini profonde - saranno a disposizione per spiegarli, e saranno esposti anche manufatti della divisione Storia delle forze armate del museo.
Per illustrare il principio di base delle nano-firme in un modo accessibile, Smith farà tagliare i fiocchi di neve di carta agli utenti dei musei, li userà per mascherare la parte inferiore dei CD e quindi analizzare come i modelli di luce che i CD riflettono differiscono di conseguenza. Modificare i materiali a livello atomico è ovviamente un processo più coinvolto, ma questa dimostrazione porta a casa il punto che le alterazioni su piccola scala possono avere impatti su larga scala sulle proprietà ottiche di un materiale.
Incorporando array di nanoparticelle di cristallo nei materiali, Smith ha scoperto che poteva cambiare l'ottica macroscopica di quei materiali in modi distintivi senza comprometterne minimamente la funzionalità. Una volta che i militari stabiliranno un protocollo ufficiale per la nano-certificazione, i fornitori abbozzati non avranno la possibilità di ottenere parti fasulle in equipaggiamento militare. È noto che gli opportunisti in Cina e altrove verniciano a spruzzo parti vecchie e scadenti e le impongono come nuove insieme a distributori legittimi; La tecnologia di Smith eliminerà l'incertezza dall'equazione e consentirà ai militari di separare il grano dalla pula senza mal di testa.
Tina Closser, che coordina la divulgazione STEM orientata ai giovani di NSWC Crane, ha spiegato in un'intervista l'eleganza della ricerca di Smith. "A livello nanometrico, [il team di Smith] è in grado di manipolare la geometria di queste particelle nel modo che desiderano, per produrre riflessi diversi." Ma questi riflessi unici, fondamentalmente, sono macro-scale e possono essere verificati con le fotocamere di base dei telefoni cellulari come piccoli codici QR. Con questa nuova tecnologia, l'illuminazione verde di una parte sarà semplice per i produttori militari quanto la scansione di un codice stampato è per chi acquista i biglietti al cinema. Una volta che la fotocamera rileva il motivo di riflessione desiderato, un'app dedicata informerà lo scanner che il componente in questione è legittimo.
Ciò consentirà l'autenticazione on-site al volo dei componenti in ogni fase dell'assemblaggio delle apparecchiature. "Puoi scansionarlo e dire: 'Questa è una buona parte'", riassume Closser. "Se dovessi portarlo in un laboratorio, non ne varrebbe davvero la pena". Col tempo, questo tipo di nano-tagging potrebbe estendersi oltre l'esercito e rafforzare il controllo di qualità nelle industrie di tutto il mondo.
Un educatore esperto, Closser è entusiasta del fatto che Smith condividerà la sua tecnologia rivoluzionaria con i giovani in questa Giornata di invenzione militare, in particolare le giovani donne. La storia di Smith aiuta a sopprimere uno stereotipo comune secondo cui la tecnologia militare è il baliato di soli uomini e uomini.
"Spero che ispiri la prossima generazione di ragazze a pensare: 'Ehi, posso farlo!'” Dice Closser.
Il giorno di invasione militare si svolge dalle 10:00 alle 17:30 presso il National Museum of American History il 18 maggio. L'ingresso è gratuito e tutte le età sono benvenute.
