Development of Advanced Metal-Organic Framework (MOF) Based Chemical Warfare Agent Sensors

Gassdeteksjon i en krigssituasjon Se for deg en militær enhet som går forsiktig frem gjennom en skog. Plutselig projiserer sensorer båret av hver soldat et rødt lys i deres VR/AR-briller, og varsler dem om tilstedeværelsen av giftige kjemikalier i luften. Enheten tar raskt på seg verneutstyr og omdirigerer for å unngå den forurensede sonen. Denne scenen, som minner om science fiction, er i ferd med å bli et avgjørende aspekt av moderne krigføring ettersom trusselen fra kjemiske, biologiske, radiologiske og kjernefysiske (CBRN) våpen øker. De siste årene har trusselen fra CBRN-våpen økt betydelig, til tross for en rekke internasjonale traktater som tar sikte på å begrense lagring, produksjon og bruk av dem. Formidlingen av CBRN-kunnskap og -teknologi, kombinert med viljen til både statlige og ikke-statlige aktører til å bruke disse våpnene, har gjort CBRN til en nåværende og reell fare. Konflikten i Ukraina viser bombing av kjemiske fabrikker og bruk av atomanlegg som krigssoner som indirekte øker risikoen for CBRN-hendelser. I 2023 slapp Russland ut CS-gass for å tvinge soldater ut av skyttergraver. Disse hendelsene understreker den økende sannsynligheten for bruk av CBRN-våpen. Følgelig har regjeringer og organisasjoner over hele verden intensivert sin innsats for å oppdage, forhindre og svare på CBRN-trusler. Trusselen om kjemiske krigføringsmidler Kjemiske krigføringsmidler (CWA) utgjør en betydelig trussel på grunn av deres høye toksisitet og potensial for omfattende skade. Effektiv påvisning av disse midlene er avgjørende for å beskytte både militære styrker og sivilbefolkningen. Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) har til hensikt å utvikle og kommersialisere kostnadseffektive, høysensitive og selektive sensorer som er i stand til å oppdage et bredt spekter av CWA. Innovative deteksjonsteknologier FFI har i dette prosjektet sett på helt nye måter å oppdage kjemiske krigføringsmidler, samt utvikle miniatyrisert teknologi, slik at sensorer kan bæres av individuelle soldater. Dette vil gi en betydelig fordel i felt, og styrke soldatenes evne til raskt å identifisere og reagere på trusler fra ulike kjemiske midler. Denne teknologien er ikke begrenset til å oppdage kjemiske krigføringsmidler, men har også potensial til å identifisere en rekke farlige industrielle kjemikalier. Dette utvider applikasjonene betydelig, bidrar til beskyttelse av personell og forbedrer situasjonsforståelse under kjemiske angrep eller hendelser. Prosjektet er planlagt å være en del av et bredere samarbeid med industrien, rettet mot å utvikle en kompakt, bærbar multidetektor for CBRN-trusler. Avanserte kommunikasjons- og responssystemer Sentralt i visjonen er at sensordata ikke bare gir umiddelbare varsler til utsatt personell, men også effektivt kommuniserer advarsler til andre soldater og kommandokjeden gjennom et kryptert, lavenergi, langtrekkende taktisk MESH-nettverk. Dette nettverket vil spille en kritisk rolle for å sikre en rask og koordinert respons, både militært og sivilt, i operasjonsområdet. Operasjonsledelsen vil da være i stand til å ta raske beslutninger om iverksetting av beskyttelsestiltak, organisering av evakueringer og forberedelse til effektiv og hensiktsmessig behandling og medisinske mottiltak for de berørte. Konklusjon Fremskrittene innen CBRN-deteksjonsteknologier representerer et betydelig sprang fremover innen militær og sivil beskyttelse. Ved å utstyre soldater med bærbare, sensitive og selektive sensorer, forbedrer vi deres evne til å navigere i farlige miljøer trygt. Videre sikrer integreringen av avanserte kommunikasjonsnettverk at responsinnsatsen er rask og koordinert, og minimerer virkningen av CBRN-trusler. Ettersom krigføringens natur utvikler seg, må også våre strategier og teknologier for å sikre sikkerhet og beredskap i møte med disse formidable farene. Det videre arbeidet er å verifisere effektiviteten og påliteligheten til disse teknologiene i virkelige scenarier.

FFI har i dette prosjektet sett på helt nye måter å oppdage kjemiske krigføringsmidler, samt hvordan det kan utvikles en miniatyrisert teknologi, slik at sensorer kan bæres av individuelle soldater. Dette vil gi en betydelig fordel for soldater i felt, og styrke deres evne til raskt å identifisere og reagere på trusler fra ulike kjemiske midler. Denne teknologien er ikke begrenset til å oppdage kjemiske krigføringsmidler, men har også potensial til å identifisere en rekke farlige industrielle kjemikalier. Dette utvider applikasjonene betydelig, bidrar til beskyttelse av personell og forbedrer situasjonsforståelse under kjemiske angrep eller hendelser. Prosjektet er planlagt å være en del av et bredere samarbeid med industrien, rettet mot å utvikle en kompakt, bærbar multidetektor for CBRN-trusler.