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未来的纳米战场  

2009-08-27 18:59:15|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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未来的纳米战场

 

摘要:纳米材料是当今世界最有前途的决定性技术。文章简要地概述了纳米材料在未来的军队战场上的价值及主要用途。并简单展望了纳米材料在军队使用的前景。

关键词:纳米武器、微型机器人、纳米技术、应用

科学家们曾经猜测在21世纪纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”,由此纳米材料将成为最有前途的材料。世界各国相继投入巨资进行各领域方面的研究,特别是在保卫国家的军队领域方面的研究。美国从2000年启动了国家纳米计划,特别是从大西洋大太平洋的许多国家纷纷投入巨资抢占纳米技术战略高地,可见纳米材料在军队领域中所占的比重。可以说谁在军队中拥有超先进的纳米技术谁就会在未来的战场中拥有绝对优势。

1.         纳米材料的优越性质

与传统晶体材料相比,纳米材料具有高强度、高扩散性、高塑性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些非凡性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、非凡导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域。

1.力学性质

纳米材料具有高韧度、高硬度、高强度,这就是的使用纳米技术制成的陶瓷、纤维能够广泛地应用于航空、航天、航海、等高要求领域下使用。

2.磁学性质

纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%,可以用于信息存储的磁电阻读出磁头,具有相当高的灵敏度和低噪音。

3.电学性质

由于晶界面上原子体积分数增大,纳米材料的电阻高于其他同类材料,甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变。

4.生物性能

细菌、微生物不仅可以攻击人和动物,使人和动物罹病甚至死亡,而且可攻击、吞噬任何物质,使其变质,推动原有的特性。而某些纳米材料在特定环境下能够具有与细菌及微生物一样的生物性能。

综合纳米材料的这些性质可以制作出具有超威力的军用武器,例如:纳米炸弹、超导导弹引导头、纳米作战机器人等。

二、纳米材料在军队中的应用

1.       高超隐形术

纳米材料由于其结构特征,会使物质表面的界面效应、量子效应等十分显著地表现出来,从而对吸波性能产生重要影响。纳米超微粒的磁损耗大,对电磁波兼具吸收和透过之能力,可以极大地提高雷达波的损耗。将一种由纳米材料制成的隐形涂料喷到战斗机、轰炸机等飞行器表面就能提高战机的隐蔽性能,从而在空战中占有绝对优势。

2.纳米侦查装备系列

(1).“麻雀”卫星体积与麻雀相仿,质量不足0.1千克,具有可重组性和再生性,成本低,质量好,可靠性强。1枚“飞马座”级运载火箭一次可发射数百颗乃至数千颗纳米卫星,组成分布广、密度大的卫星网,具有很强的战场生存能力,很好的灵活性和侦测力。

(2).“苍蝇”飞行器是一种如苍蝇般大小的袖珍飞行器,可携带各种探测设备,具有信息处理、导航和通信能力,雷达难以发现,任何现役武器都对它无能为力。美国已经研制成功一种仅手掌大小的“袖珍飞机”,能持续飞行1小时以上,装有超敏感应器,可感知并确定敌方武器装备的位置,可在夜间拍摄清晰度很高的红外照片,并能将最新情报和敌军坐标传回到320公里以外的导弹发射基地,引导导弹实施攻击。

(3).“间谍草”传感器是一种看似小草的微型探测器,内部装有敏感的超微电子侦察仪器、照相机和感应器,具有如人眼一样的“视力”,可侦测出数百米之外坦克、车辆等产生的震动和声音,并将情报传回指挥部。

3.纳米攻击装备系列—纳米生物武器

(1).“蚊子”导弹是形如蚊子的纳米型导弹,具有全新原理的智能化微型导航系统,隐蔽性、机动性和生存能力发生质的飞跃,受电波直接遥控,可以神不知鬼不觉地潜入目标内部,其威力足以摧毁敌方火炮、坦克、飞机、指挥部和弹药库。

(2).“针尖”炸弹是一些分子大小的液滴,其大小只有针尖的1/5000,不会“轰”地一声爆炸,而是包括含有致命性武器炭疽的孢子。

(3). “蚂蚁”士兵是一种通过声波控制的微型机器人,比蚂蚁还要小,破坏力惊人。它们可以通过各种途径钻进敌方武器装备中,长期潜伏下来,一旦启用就会各显神通:有的破坏敌方电子设备;有的用特种炸药引爆目标;有的施放各种化学制剂,使敌方金属变脆、油料凝结或使敌方人员神经麻痹,失去战斗力。

三、纳米材料在军队的最大热点——空升降机

太空战将成为未来战争的热点,而现行航天飞机和宇宙飞机只能乘载几个人,远远达不到太空作战需要。巴基球是由60个碳原子聚集一起形成的足球状结构,在此基础上研制出碳纳米管,其强度比钢高100倍,而重量只有钢的1/6,50000个碳纳米管并排在一起只相当于一根头发丝的直径。这种碳纳米管最异想天开的用途,就是用于太空升降机,由于它们具有很高的强度,因此能够承受从太空到地球表面如此长距离的本身自重,它们在未来的太空军事化应用中将发挥重要作用。未来不仅是太空军事化的可能,还成为我们一步等太空旅游的可能。

纳米材料的优越性能,在未来将会被我们所充分利用。纳米材料会在很多领域中斩落头角。特别在在军队领域,它将成为我们保卫国家的强有力武器。 

 

 

 

参考文献:

【1】《纳米材料导轮》——曹茂盛 编著——哈尔滨工业大学出版社(2007年版)

【2】《纳米电子材料与器件》——谢孟贤 编著——电子工业出版社(第一版)

【3】《纳米生物材料学》——张阳德 编著——化学工业出版社(2005年版)

【4】《纳米材料改性涂料》——刘国杰 编著——化学工业出版社(2008年版)

【5】《纳米纤维与应用丛书》——吴大诚 编著——化学工业出版社(2006年版)

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