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纳米技术孕育新的军事革命

http://www.jczs.com.cn 2001年3月21日 08:46 解放军报

  ●赵志珩 张继 张国春

  20世纪80年代,德国科学家首次制得纳米块体材料并对其各种性质进行系统的研究,从此纳米技术引起人们广泛关注。纳米是一个极小的长度单位,1纳米等于十亿分之一米。纳米技术是通过操纵原子、分子或原子团、分子团使其重新排列组合,形成新的物质。人们预计,正像20世纪70年代微电子技术引发信息革命一样,纳米技术将成为21世纪技术革命的核心。同样,纳米技术将孕育新的军事革命。

  提高军事能源的使用效能。纳米微粒尺寸小,从而增加化学反应的接触面。因此,纳米材料可作为催化剂被广泛应用。纳米镍粉作为火箭固体燃料反应催化剂,可使燃烧效率提高100倍;纳米炸药比常规炸药性能提高千百倍;纳米材料制成的燃油添加剂,可节省燃油,降低尾气排放。

  提高指挥自动化系统性能。计算机在军队指挥自动化系统中起着核心作用,计算机性能的提高,必将促进指挥自动化系统的作战性能提高。把纳米技术与生物技术相结合,将制造出单个分子组成的线路和生物分子电子器件,必将引起计算机技术的重大革命。纳米磁膜材料将大大提高磁记录密度,纳米加工技术的进步将使纳米级光盘的出现成为可能,其信息储存量将是现在光盘的100万倍。未来的某一天,像现在“银河”那样的巨型计算机可能变成“掌中宝”,而美国国会图书馆的全部信息,将会被压缩到一个糖块大小的光盘中。可以预见,未来以纳米技术为核心的计算机处理信息的速度将更快,效率将更高。

  提高常规武器的打击与防护能力。运用纳米技术在产品中添加特殊性能的材料或在产品表面形成一层特殊的材料,能产生出新的性能,如可以使易碎的陶瓷变得具有韧性,达到类似于铁的耐弯曲性,或具有特殊的刚性。现在已经制造出来的碳纳米管,硬度大约是钢的100倍。可以想象,把纳米技术用于武器制造,可大大提高武器弹头对目标的穿透力和破坏力,也可提高武器装备的防护能力,未来防弹装甲车可能产生使导弹滑落或弹回去的奇迹。

  提高武器装备的隐身性能。某些纳米固体在较宽的频谱范围对电磁波有均匀的吸收性能,几十纳米厚的固体薄膜的吸收效果与比它厚1000倍的现有吸波材料相同,美国研制的纳米隐身涂料超黑粉对雷达波的吸收率达99%。用纳米吸波材料涂在战略轰炸机、导弹等攻击性飞行器的表面,能有效地吸收敌方防空雷达的电磁波(B-2隐身轰炸机表面的涂层中就含有纳米材料);将纳米粒子添加于发烟剂中,能对阵地起到很好的屏蔽作用,与土壤混合可遮蔽地下指挥所等重要军事设施。

  用于制造微型武器。利用纳米技术可以把传感器、电动机和数字智能装备集中在一块芯片上,制造出几厘米甚至更小的微型装置。在未来战场上,将出现能像士兵那样执行军事任务的超微型智能武器装备。据报道,美国研制的小型智能机器人,大的像鞋盒子那么大,小的如硬币,它们会爬行、跳跃甚至可飞过雷区、穿过沙漠或海滩,为部队或数千公里外的总部收集信息。微型机电武器还可用于敌我识别、探测核污染和化学毒剂、无人侦察机等。美国战略研究所的一位专家说:“武器越造越大,也越易遭攻击,如果美国十几艘航母被毁四五艘,可能会重创美国军力,但若发展微型武器,则可以量取胜。”

  用于制造微型卫星和纳米卫星。由于纳米技术、微电机技术的发展,一些国家发射的卫星正向小型化方向发展。1993年,美国航空航天公司就提出了纳米卫星(重约0.1—10千克)的概念。1999年,英国、美国、瑞典各发射了一颗纳米卫星。专用微型集成电路取代现在卫星上使用的有关系统,使微型卫星、纳米卫星体积小、重量轻;生存能力强,即使遭受攻击也不会丧失全部功能;研制费用低,不需大型实验设施和跨度大的厂房;易发射,不需大型运载工具发射,一枚小型运载火箭即可发射千百颗,再按不同轨道组成卫星网,即可实现对地球表面的覆盖。

  用于制造基因武器。人类控制基因的实现必须以纳米技术作为支撑和依赖,运用纳米技术可以重新排列遗传密码,并可运用纳米技术进行修改,通过基因重组可制造基因武器。

  改善单兵装备性能。根据对材料的性能和功能的要求,在原子量级的超微尺度上来安排物质的原子,可以把士兵装备做得既轻又小,而且更结实,更简洁,这将降低士兵负荷,提高士兵的机动性和生存能力。中科院化学所宣布已研制出不沾水、不沾油的“纳米布”,用纳米布可制成水陆两用服装;由防弹陶瓷外层和碳纳米管复合材料作衬底,可制成坚硬如钢的防弹背心;由于碳纳米管发射电子的性能十分优良,可在制造数字化头盔用的高清晰度显示器方面大有作为,极小的微处理器可使图像弯曲,形成一幅180度的全方位图景,以便同头盔相匹配。碳纳米管还可保护士兵免受激光致盲武器的攻击,一旦受到攻击,它们可以迅速变为等离子体,吸收激光能量,然后再恢复原来的状态。美军近期为士兵系统开发的纳米材料,包括用于过滤和化学防护的纳米纤维膜、用于包装和弹道防护的纳米涂层材料、用于信号还原和弹道防护的纳米粒子和纳米复合材料及用于新式轻型透明盔甲的纳米泡沫。

  纳米技术是一门前瞻性、战略性、基础性的科技,目前仍处在基础研究阶段。纳米技术的未来应用将远远超过电脑技术,它正悄悄地影响人类文明的进程、引发新的军事变革。

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