曹睿
摘要:納米材料以其一些特殊的性質,在各個領域都得到了廣泛的應用,必將產生深遠的影響。本文展望了納米材料的應用前景和未來發展方向。
關鍵詞:納米材料;未來;軍事
在電影《特種部隊》中有一個場景,一個不大的圓柱體上,許多蚊子大小的飛行器向遠處飛去,很快,基地里的電子設備都失去了作用,整個基地頓時成為一處不設防的空間。這種形似蚊子的小型飛行器就是納米材料制成的電子干擾器。這種現象,在未來戰爭中將隨時可能出現,目前,世界各國都把納米材料的研究納入了國家重點項目。
那么納米到底是什么,什么又是納米材料。納米材料在軍事領域中有何應用。
1 納米材料
納米是物理學上的度量單位,1納米是10-9 m,它到底有多小,通俗一點說,一根頭發絲的直徑是100微米,1納米就相當于一根頭發絲粗細的十萬分之一。而納米材料就是由納米粒子作為基本單元構成的,是在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(10-9~10-7m)的材料。由于納米材料的粒子尺寸小到了納米數量級,使得納米材料會產生一些新的特性,將會導致聲、光、電、磁、熱等發生很大的改變。主要表現在四個方面:界面與表面效應,小尺寸效應,量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應。簡單來說,就是納米材料會更輕、更高、更強。
2 納米材料的智能化
這些特性納米材料在各個領域中都得到了廣泛的應用,特別是在軍事領域,納米材料將會改變現有武器裝備形態,乃至整個軍事技術革命,甚至改變未來的戰爭形態。在飛機外表面涂上納米超微粒材料,可以有效的吸收紅外光和電磁波,使得紅外探測器及雷達得到的反射信號強度大大降低,很難發現被探測目標,因此起到很好的隱身作用。
在信息化戰爭中,隱身、偵察、干擾、竊密和反輻射是信息對抗的重要手段。美國F-117A和B-2隱身飛機在戰場上的投入使用,標志著隱身時代的到來。21世紀將會有更多更先進的隱身武器脫穎而出,這將為納米隱身材料的發展創造極為有利的條件。
納米碳管重量很輕又強度極高,是鋼的10—100倍,用它來作防彈衣就像用羽絨做成的防寒服一樣,既可折來疊去,又能抵御強大的子彈的沖擊力,可以有效的保護作戰人員。
對于頭部的防護,可以采用尖端納米技術的D3O減震凝膠能依靠其奇異的耐高壓“智能分子”進行頭上的鋼盔的填充,對突發的撞擊立刻產生反應而變成固態,吸收大量能量,為作戰人員提供更安全的防護。
3 納米材料的微型化
可以預見,未來“麻雀衛星”將布滿天空,質量不足10千克,各種部件全部用納米材料制造,一枚小型火箭一次就可以發射數百顆。若在太陽同步軌道上等間隔地部署648顆功能不同的“麻雀衛星”,就可以保證在任何時刻對地球上任何一點進行連續監視,即使少數失靈,整個衛星網絡的工作也不會受影響。
“蚊子導彈”,使得制導武器的隱蔽性、機動性和生存能力發生質的變化。利用納米技術制造的形如蚊子的微型導彈可以起到神奇的戰斗效能,納米導彈直接受電波遙控,可以神不知鬼不覺地潛入目標內部,其威力足以炸毀敵方火炮、坦克、飛機、指揮部和彈藥庫。摧毀敵控制系統的電子元件。
“螞蟻士兵”,它們可以通過各種途徑鉆進敵方武器裝備中,長期潛伏下來。一旦啟用,這些“螞蟻士兵”就會各顯神通:有的專門破壞敵方電子設備,使其短路、毀壞;有的充當爆破手,用特種炸藥引爆目標;有的施放各種化學制劑,使敵方金屬變脆、油料凝結或使敵方人員神經麻痹、失去戰斗力。
“間諜草”又叫微型傳感系統,形如野草。隱蔽性極好。它身上裝有靈敏的電子偵察儀、照相機和感應器等,具有超人的“視力”,可以偵察敵軍坦克車輛出動時的震動和部隊前進的方向,將情報傳回總部。作戰時可用空投和火炮發射的形式,將成千上萬棵“間諜草”部署到敵方要道上,以隨時偵察敵軍動向。
在未來戰爭中,納米材料必將大顯身手。
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(作者單位:陸軍邊海防學院工程基礎系電子工程教研室)