Нанотехнологии в аэрокосмической технике
В последние годы стремительно развивается новое направление науки и техники - нанотехнология, которая имеет большие перспективы в решении задач, стоящих перед авиационно-космической отраслью. Потенциальные выгоды от применения нанотехнологий включают возможность создания более легких и более эффективных летательных аппаратов, уменьшение потребления энергии и приемлемое влияние на окружающую среду.

В области аэродинамики ведется разработка системы управления пограничным слоем для снижения сопротивления трения путем ламинаризации обтекания поверхностей летательного аппарата. Исследуется возможность снижения трения путем нанесения химически инертных наночастиц на аэродинамические поверхности. Разрабатываются нанопокрытия, препятствующие образованию льда на передних кромках крыльев, несущих и воздушных винтов.

В области прочности использование наноматериалов и нанотехнологий обеспечит многократное увеличение долговечности, коррозионной и эрозионной стойкости, повышение прочности и живучести конструкций, расширение их функциональных возможностей при эксплуатации и ремонте. Исследуется возможность применения эффекта самосборки в процессе изготовления элементов летательного аппарата.
Ведется работа по использованию наноструктурных магнитных композитов, металлосодержащих фуллереновых структур и нанотрубок в качестве тонких легких широкополосных радиопоглощающих материалов для решения проблемы заметности летательного аппарата.
Проводятся исследования по созданию микродатчиков для измерения параметров потока газа и жидкости, ускорения и деформаций на основе MEMS систем и нанотехнологий, а также люминофоров нового поколения для датчиков измерения давления и температуры.

Космические аппараты будущего будут уже не просто машинами для перевозки живых существ, но живыми организмами. Они смогут обучаться, диагностировать и ремонтировать себя. Ключевую роль в этом сыграет нанотехнология. Применение нанотехнологии в аэрокосмической технике способно обеспечить:

• 
  Снижение массы и объема: 10³
  
• 
  Снижение линейных размеров: 10¹
  
• 
  Снижение энергопотребления: 10⁴
  
• 
  Снижение вибрации и шума: 10²
  
• 
  Повышение быстродействия: 10⁶
  
• 
  Повышение емкости памяти: 10⁶
  
• 
  Повышение КПД солнечных батарей: 10¹
  
• 
  Повышение чувствительности датчиков: 10⁶
  
• 
  Повышение времени автономной работы: 10⁴
  
• 
  Повышение надежности: 10²
  
• 
  Повышение стойкости к радиации: 10¹
  
• 
  Повышение стойкости к перегрузкам: 10²
  

Классификация основных направлений применения нанотехнологии в аэрокосмической технике:

• 
  Материалы
  
  • 
    Объемные материалы
    
    • 
      Нанокомпозиты
      
    • 
      Нанокерамические материалы
      
    • 
      Наноструктурные сплавы
      
    • 
      Нанопористые материалы
      
  • 
    Покрытия и мембраны
    
    • 
      Нанопокрытия
      
      • 
        Антикоррозионные
        
      • 
        Радиопоглощающие
        
      • 
        Электрохромные
        
      • 
        «Липкие»
        
      • 
        Сенсорные
        
      • 
        Нецарапающиеся
        
      • 
        Теплооотражающие
        
      • 
        Самоочищающиеся
        
      • 
        Самовосстанавливающиеся
        
      • 
        Прочие
        
    • 
      Наномембраны
      
  • 
    Волокна
    
    • 
      Углеродные нанотрубки
      
  • 
    Частицы
    
    • 
      Наночастицы металлов
      
    • 
      Наночастицы оксидов
      
    • 
      Фуллерены
      
  • 
    Биомолекулярные материалы
    
    • 
      Белки
      
    • 
      Биополимеры
      
    • 
      Нуклеиновые кислоты
      
    • 
      Дендримеры
      
    • 
      Липосомы
      
    • 
      Пленки Ленгмюра-Блоджетт
      
    • 
      Электропроводные микроорганизмы
      
    • 
      Монослои
      
    • 
      Нанокапсулы
      
  • 
    Жидкие наноматериалы
    
    • 
      Ферромагнитные жидкости
      
    • 
      Электрореологические жидкости
      
    • 
      Электроуправляемые клеи
      
• 
  Двигательные установки
  
  • 
    Усовершенствование топлив
    
    • 
      Нанокатализаторы сгорания
      
    • 
      Нанокомпозитные топлива
      
    • 
      Нанокатализаторы фазового перехода
      
    • 
      Наногели
      
  • 
    Усовершенствование систем подачи топлива
    
  • 
    Усовершенствование камер сгорания
    
  • 
    Усовершенствование систем управления газовыми потоками
    
• 
  Энергетические системы
  
  • 
    Генерация энергии
    
    • 
      Солнечные батареи
      
    • 
      Термоэлектрические элементы
      
    • 
      Микрожидкостные генераторы
      
    • 
      Ядерные установки
      
    • 
      Термоядерные установки
      
  • 
    Преобразование энергии
    
  • 
    Хранение энергии
    
    • 
      Батарейки и аккумуляторы
      
    • 
      Топливные элементы
      
    • 
      Водородные элементы
      
  • 
    Передача энергии
    
    • 
      Высокотемпературные сверхпроводники
      
    • 
      Формирование градиента температур
      
  • 
    Экономия энергии
    
• 
  Системы связи и управления
  
  • 
    Средства навигации
    
    • 
      МЭМС-акселерометры
      
    • 
      Квантовые гироскопы
      
  • 
    Наноэлектроника
    
    • 
      Кремниевая электроника
      
    • 
      Электроника на механотранзисторах
      
    • 
      Электроника на нанотрубках
      
    • 
      Молекулярная электроника
      
    • 
      Одноэлектроника
      
    • 
      Спинтроника
      
    • 
      Квантовая электроника
      
    • 
      Многозондовые системы
      
  • 
    Нанофотоника
    
  • 
    Наномагнитоэлектроника
    
  • 
    Гибкая электроника
    
  • 
    Бионика
    
    • 
      Нейроинтерфейсы
      
    • 
      Нейрокомпьютеры
      
    • 
      Телеуправление
      
    • 
      Биоэлектроника
      
  • 
    Передача данных
    
    • 
      Оптические маршрутизаторы
      
    • 
      Массивы МЭМС-радиосистем
      
    • 
      Нанокомпозитные и фрактальные антенны
      
    • 
      Перестраиваемые лазеры
      
    • 
      Квантовая телепортация
      
• 
  Сенсоры
  
  • 
    Гироскопы и акселерометры
    
  • 
    Акустические и вибрационные МЭМС-датчики
    
  • 
    Газовые датчики
    
  • 
    Датчики деформации
    
  • 
    Гравитационные
    
  • 
    Инфракрасные датчики
    
  • 
    Оптические датчики высокого разрешения
    
  • 
    Видеосенсоры
    
  • 
    МЭМС-сейсмометры
    
  • 
    Меторологические наносенсоры
    
  • 
    Электронный нос
    
  • 
    Сканирующие зондовые лаборатории
    
  • 
    Микрожидкостные чипы
    
  • 
    Биосенсоры
    
  • 
    Сети сенсоров
    
• 
  Исполнительные механизмы
  
  • 
    Актюаторы
    
  • 
    Робототехника
    
  • 
    Манипуляторы
    
  • 
    Микро-и наноманипуляторы
    
  • 
    Микроаппараты
    
    • 
      Космические
      
      • 
        Нано КА
        
      • 
        Пико КА
        
    • 
      Атмосферные
      
    • 
      Поверхностные
      
• 
  Условия работы экипажа
  
  • 
    Системы жизнеобеспечения
    
    • 
      Питание
      
    • 
      Регенерация воздуха
      
    • 
      Очистка воды
      
    • 
      Управление климатом
      
  • 
    Скафандры
    
    • 
      Гибкие материалы
      
    • 
      Материалы программируемого размера
      
    • 
      Материалы программируемой гибкости
      
  • 
    Защита
    
    • 
      Радиационная защита
      
      • 
        Искусственные кости
        
    • 
      Тепловая защита
      
    • 
      Защита от перегрузок
      
    • 
      Механическая защита
      
    • 
      Биологическая и химическая защита
      
      • 
        Нанобиосенсоры
        
      • 
        Бактерицидные наночастицы
        
    • 
      Защита от оптического обнаружения
      
  • 
    Медицинская диагностика
    
  • 
    Медицинская помощь
    
    • 
      Направленная доставка лекарств
      
    • 
      Автоматизированное приготовление препаратов
      
    • 
      Робототехническая микрохирургия
      
    • 
      Молекулярный ремонт клеток
      
  • 
    Интерфейсы
    
    • 
      Нейроинтерфейсы
      
    • 
      Искусственная сетчатка
      
    • 
      Системы информационной поддержки
      
    • 
      Сенсорные микрофоны
      
  • 
    Искусственный интеллект
    
  • 
    Беспилотные аппараты
    
• 
  Вспомогательные системы
  
  • 
    Охлаждение
    
• 
  Космическая архитектура
  
  • 
    Автономные робототехнические станции
    
  • 
    Освоение планет
    
  • 
    Космический лифт