纳米技术是当今科学技术研究中颇为活跃的领域,是世界各国高新技术竞逐的前沿阵地。目前,许多专家预测,纳米技术不仅会深刻影响到人类社会生活的各个层面,而且会不断改变未来军事和战争形态。
纳米技术在军事领域的应用方向
增加化学反应的接触面
纳米微粒尺寸小,但具有较大的比表面积和高度可调控的结构特征,能够提供更多的活性位点,增加化学反应的接触面,从而提高反应速率和选择性。例如,纳米金属可作为催化剂被广泛应用以提高军事能源的使用效能;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。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;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。还可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。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。
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。小型卫星技术的展现及其进化,无疑标志着航空航天科技的进步。随着卫星技术的逐步精炼和完善,小型卫星依靠其小巧的体积、经济的成本及快速的开发周期,已在民用和军事领域收获了广泛的应用。
纳米技术在军事领域的应用成果
纳米卫星的特点是单颗卫星体积小,功能强大,多颗卫星组成星座后可实现并超越一颗大型卫星的功能。这种卫星比麻雀略大,重量不足0.1千克,各种部件全部用纳米材料制造,采用最先进的微机电一体化集成技术整合,具有可重组性和再生性,成本低,质量好,可靠性强。
一枚小型火箭一次就可以发射数百颗纳米卫星。若在太阳同步轨道上等间隔地布置648 颗不同功能的纳米卫星,就可以保证在任何时刻对地球上任何一点进行连续监视,即使少数卫星失灵,整个卫星网络的工作也不会受影响。
隐形武器的出现是人们不懈追求的结果。正在秘密研制中的隐形武器有隐形飞机、隐形导弹、隐形舰船、隐形水雷、隐形坦克等。未来隐形武器将朝着多兵种、全方位、更隐蔽的方向发展。纳米涂层材料隐形技术是近年兴起的新技术。其优越性在于几乎不使武器装备作任何结构和性能上的改变。纳米涂层材料对雷达波具有很强的吸收作用,可以阻止雷达信号反射,从而达到隐身的目的。采用第二代隐身技术的典型的B-2隐身轰炸机,主要以斜角斜边散射,外表面光滑的机体外形加纳米吸波材料和吸波涂层为主。
“袖珍飞机”是一种如同昆虫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。其主要功能是秘密部署到敌方信息系统和武器系统的内部或附近,监视敌方情况,飞机上各种器件均离不开纳米技术。纳米技术的应用,让“袖珍飞机”轻松实现潜伏、检测、信息传输等各种功能。
此外,在“袖珍飞机”上还可以携带一种“蚊子导弹”。利用纳米技术制造的形如蚊子的微型导弹,可以神不知鬼不觉地潜入目标内部,其威力足以炸毁敌方火炮、坦克、飞机、指挥部和弹药库等重要战略物资。
蚂蚁士兵。由纳米材料做成的、渗透性和破坏性极强的、可声控的纳米机器人士兵(蚂蚁兵),其能量驱动来源于声能转换,有声音就能运动。微型机器人士兵的电子智能系统,使机器人能以各种方式运动。机器人喷出的腐蚀液或导电液能毁伤武器,使之破坏失灵。装有微型探测器、微型发报机的微机电系统可做成昆虫形状,能飞行和爬行。
在未来战场上,“蚂蚁兵”可被大量投放,利用群起而攻之的战术,与纳米地雷、纳米炸弹配合使用,实行战略打击,破坏力极大。“蚂蚁兵”可携带音响传感器、摄像机、红外探测器、高能炸药以及生物病毒等,其动力源是它背上的太阳能电池。目前一些发达国家的武器专家正在全力研制“蚂蚁兵”。
随着纳米技术在军事领域的发展应用越来越广泛,谁占领了纳米技术的制高点,就能使军队在探测打击能力、多维度侦测及隐身袭击能力上更上一层,甚至可以通过先进的纳米技术,打击敌方的指挥系统,破坏信息系统来快速解决战争,减少战士伤亡。纳米时代是一个全新的时代,将会加速现代军事技术的变革。