《納米材料在軍事領域中的應用》
摘要：隨着社會的發展與進步，人們對新材料性能與功能的要求越來越高。納米材料作為一中新興的材料由於納米材料所具有的量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應、宏觀量子效應，因而具有與非納米材料完全不同的性質。目前來説，納米材料有着非常廣泛的應用，如生物材料，服裝，石墨烯等，並在這些方面發揮着極其重要的作用。本文從納米材料在軍事領域中的應用入手，詳細概述了幾種類型的納米武器等。
關鍵詞：納米技術；量子技術；隱身材料；紅外屏蔽；電磁屏蔽
納米技術和其他所有技術一樣，將在未來戰爭中發揮着不可估量的作用。例如：納米機器人、納米飛機、蚊子導彈等許多無人化設備將在偵察預警、指揮控制和精確打擊等方面發揮着越來越重要的作用；納米衞星組成的衞星監視網，可以實時觀察到地球上的每一個角落，使戰爭變得更加透明；納米隱身技術可以最大限度地隱藏自己，同時千方百計地尋找和發現敵人，起到武器裝備隱身的目的，如用做隱形飛機塗料的納米ZnO對雷達電磁波具有很強的吸收能力。
納米武器與傳統武器的不同，第一，納米武器具有非凡的智能化功能。量子器件的工作速度比半導體器件快1000倍，因此，用量子器件取代半導體器件，可以大大提高武器裝備控制系統中的信息傳輸、存儲和處理能力。[1]採用納米技術可使現有雷達在體積縮小數千倍的同時，其信息獲取能力提高數百倍；能夠將超高分辨力的合成孔徑雷達安放在衞星上，進行高精度對地偵察。納米技術還可以使武器表面變得更“靈巧”，使用納米材料製造潛艇的蒙皮，甚至可以靈敏地“感覺”水流、水温、水壓等極細微的變化，並及時反饋給中央計算機，最大限度地降低噪聲、節約能源；能根據水波的變化提前“察覺”來襲的敵方魚雷，使潛艇及時做規避機動。用納米材料做軍用機器人的“皮膚”可以使之具有比真人的皮膚還要敏感的“觸感”，從而能更有效地完成軍事任務。
第二，武器裝備系統超微型化。納米技術使武器的體積、重量大大減小。用量子器件取代大規模的集成電路，可使武器控制系統的重量和功耗成千倍的減小。納米技術可以把現代作戰飛機上的全部電子系統集成在一塊芯片上，也能使目前需車載的電子戰系統縮小至可由單兵攜帶。用納米技術製造的微型武器，其體積只有昆蟲大小，卻能像士兵一樣遂行各種軍事任務。由於這些微型武器隱蔽性好，它們可以潛在敵方關鍵設備中長達幾十年之久。平時相安無事，戰時則可羣起而攻之，令人防不勝防。
第三，由於用納米技術製造的微型武器系統，一般來説幾乎沒有肉眼看得見的硬件單元的連接，省去了大量線路板和接頭，因此與其他的小型武器相比，其成本將低得多，而運用也十分方便。如用一架無人駕駛飛機就可以將數以萬計的微機電系統探測器空投到敵軍可能部署和地域或散佈在天空中，而利用納米技術生產出的納米衞星的重量小於0.1千克，一枚“飛馬座”級運載火箭一次即可發射數百乃至數千顆衞星，覆蓋全球，完成偵察和信息轉發任務。正因為如此，美國戰略研究所的一位科學家説：“道理很簡單，如果美國10艘航空母艦毀了四五艘，可能會重創美國軍力。如果以這筆錢來發展袖珍武器，那麼我們可以以量取勝，毀了100艘袖珍潛艇或飛機，也無關痛癢。
第四，納米武器與傳統的武器明顯不同還表現在，它以神經系統為主要打擊目標。信息技術的發展使戰爭形態發生了根本的變化，一方面，打擊手段不斷智能化、精確化；另一方面，打擊目標也從傳統的工業生產設施轉向信息系統。納米武器由於具有超微型和智能化的明顯優勢，打擊敵方的神經系統必然是納米武器的首選目標，通過納米武器所煥發出來的巨大戰爭威力而使敵方宏觀作戰體系“突然癱瘓”，以致不得不屈服於微型武器所造成的戰爭壓力。以隱身材料為例。
納米材料由於質輕層薄，具有特殊的光學性能，可實現高吸收、寬頻帶、紅外微波吸收兼顧等要求，是一種非常有發展前途的新型軍用雷達波吸收劑，由它製成的材料在很寬的頻帶範圍內可以逃避雷達的偵查，同時也有紅外隱身的作用，納米材料已成為隱身材料重點研究方向之一。納米材料因為具有很高的對電磁波的吸收特性，納米材料現已受到各主要國家的高度重視，並把其作為新一代隱身材料進行探索與研究，在國外，塗敷型隱身材料技術已經比較成熟，結構型隱身材料也已經開始使用。
目前國內外研究的納米雷達波吸收劑有幾種類型，其中主要的一種類型是用納米氧化物吸收劑，包括Fe3O4、ZnO、NiO、MoO2等單一氧化物和LaFeO3等複合氧化物納米微粉，它們不僅吸波性能優異，而且還建有抑制紅外輻射等數種功能。另外Al2O3、Fe2O3、SiO2和TiO2的複合粉體與高分子纖維結合對中紅外波段有很強的吸收性能，這種複合體對這個波段的紅外探測器有很好的屏蔽作用。納米微粒用於熱紅外偽裝上主要是為降低被偽裝物的紅外發射率。有些納米微粒具有很強的吸收中紅頻段的特性，普通的紡織材料通過特殊的織物設計和一定的紡織、染整加工，可以成為具有特種性能的偽裝材料，通常採用對普通材料進行深層加工和特殊的服裝設計來製成紅外偽裝物，這些織物對人體釋放的中紅外頻段紅外線有屏蔽作用。
納米粒子對紅外和電磁波屏蔽的機理主要有兩方面：(1)由於納米微粒尺寸遠小於紅外及雷達波波長，因此納米微粒材料對這種波的透過率比常規材料要強得多。這就大大減少波的反射率，使得紅外探測器和雷達接收到的反射信號變得很微弱，從而達到隱身的作用。(2)納米微粒材料的比表面積比常規粗粉體大很多，對紅外光和電磁波的吸收率也比常規材料大得多，這就使得紅外探測器及雷達得到的反射信號強度大大降低，因此很難發現被探測目標，起到屏蔽作用。
海泰納米生產的納米氧化物各類粉體，其納米氧化鈦和納米氧化鋅已被軍方用來做吸波材料，用於道路、橋樑和軍事目標的偽裝，納米氧化錫銻(ATO)被用來屏蔽激光波，ATO對紅外線有良好的屏蔽性能，屏蔽率可達近70%以上，和其它紅外隱身材料混合使用，可有效的實現對紅外探測器的屏蔽，可用作紅外隱身服裝或紅外隱身保護罩。
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《納米技術應用於軍事領域產生的效應及其對未來戰爭的影響》
摘 要：蓬勃發展的納米技術使人類對物質世界有了更為深入的認識，納米技術的應用越來越受到人們的重視，軍事領域也不例外。納米技術應用於軍事領域的諸多方面，有效地提高了軍隊作戰效能，同時也帶有一定的風險，對未來戰爭將產生深遠影響。
關鍵詞：納米技術；軍事領域；效應；影響
當物質的尺寸小到0.1～100納米時，物質屬性會發生很大變化。如銅塊被加工成納米尺度的粉末，而後再壓成塊狀，其導熱速度是自然銅塊的數倍；很多物質被加工到納米尺度後，其導電性和光吸收能力提高數倍等等。研究這些現象的技術被稱為納米技術[1]。先進的技術總是最先應用於軍事領域，納米技術也是如此。當這種技術剛剛興起時，世界各主要軍事大國便相繼制定了繁多的軍用納米技術項目。他們認為，在未來的戰爭中，納米技術將極大地改善戰場偵察和戰場指揮手段，並加速武器裝備小型化、信息化和一體化進程，甚至改變未來戰爭的模式[2]。
1 納米技術在軍事領域應用所產生的積極作用
納米技術在軍事領域應用，將有效地提升指揮系統的性能、改進偵察技術手段、增強武器裝備的作戰效能和降低士兵傷亡率[3-4]。
1.1 提升指揮系統的性能
高性能的計算機是軍隊指揮系統中不可或缺的硬件設施。採用納米技術製造的電子器件，具有更高效的信息接收、處理和發送能力，且其並行能力強。以此作為核心的計算機，在處理大量信息的同時能夠保證指令安全、準確、迅捷地發送到作戰人員計算機中。
1.2 改進偵察技術手段
納米技術可用於製造微型衞星和納米衞星。微型衞星、納米衞星易發射，體積小、重量輕，生存能力強且研發費用低。多星組成衞星網，即可實現對地球表面的覆蓋。它還可用於製造微型偵察設備獲取戰場信息。與普通武器相比，納米技術製造的武器更具有穿透性和偽裝性。另一方面納米技術使得對目標的監控更快、更具有選擇性[5]。
1.3 增強武器裝備的作戰效能
1.3.1 提高武器裝備的防護性能和攻擊性能
納米陶瓷耐衝擊且具有很高的韌性，可用於製造軍用車輛的發動機和對抗衝擊性要求高的槍炮襯管；納米微粒可以有效地吸收電磁波和紅外波，可用於製造雷達波和紅外波兼容的隱形材料，使武器裝備的隱身性能更佳[6]。一些納米微粒如鎳納米微粒可以製成催化劑，使彈藥的燃燒效率提高數倍，提高了導彈等的飛行速度和貫穿能力；利用納米技術可以對石油燃燒和炸藥爆炸進行精確控制，可應用於小規模定量定向爆破[7]。
1.3.2 促進武器裝備的小型化
隨着納米技術的發展，量子器件越來越多地取代大規模集成電路，複雜的電子系統完全可以集成在一塊芯片上，成倍地縮小武器裝備的重量和功耗[9]，使目前需車載的電子戰系統縮小到可由單兵攜帶使用。隨着科技的進步，“麻雀”衞星、“米粒”炸彈、“小草”探測器等等，都將慢慢成為現實。
1.3.3 提升武器裝備的智能化
利用納米技術可以製造出微型的電腦和感應器，更好地感應、識別並做出反應。利用納米技術製造的輪胎，能夠隨時進行表面感應並自動調整壓力利於行軍；利用納米材料製造潛艇的蒙皮，可以靈敏地感受水流、水温、水壓等細微的變化，還能根據水波的變化提前察覺來襲的魚雷，使潛艇及時做規避機動[7]。
1.4 減少士兵傷亡
士兵的傷亡數量是一場戰爭成敗的主要標準之一，降低有生力量傷亡率一直是各國軍界追求的目標。納米技術的運用，無疑會起到重要作用。一方面，隨着納米技術的大量運用，機器人越來越多地投入戰鬥，人類士兵參戰少，傷亡率必然會降低。
另一方面，納米材料的運用能夠為戰場上的士兵提供更好的保護。如：用碳納米管制成的盔甲輕巧堅固，可以減少轟炸和輕武器攻擊給士兵造成的傷害；一些納米氧化物還有抑制紅外輻射等數種功能，做成的制服對人體釋放的中紅外頻段紅外線有屏蔽作用，更有利於隱藏自身[8-9]。納米複合抗菌材料具有耐水、耐酸鹼、耐洗滌、光照不老化、廣譜抗菌等特點，用於醫用紡織品中，可以減少野戰士兵的交叉感染和病菌傳播，減少戰鬥人員傷亡率[10]。
2 納米技術應用於軍事領域對未來戰爭產生的深遠影響[4]
納米技術會在一定程度上改變未來戰爭的形態，對未來戰爭產生深遠影響。
2.1 探測打擊能力增強，未來戰爭將更具突然性。納米偵察設備將從多維空間對地展開全方位、多層次的偵察，其更先進的偵察技術和更多樣的偵察手段，使偵察預警能力得到極大的提高。納米超微顆粒的吸波性能，為兵器的隱身提供了技術支持[11-12];超微型和智能化的明顯優勢也增加了攻防兵器的隱蔽性。透明的戰場加上高超的隱身術和隱蔽性，必將使戰爭更具突然性。
2.2 先進技術應用較多，打擊目標為敵方指揮系統。未來戰爭中，打擊目標更多地轉向信息系統。直接打擊敵方的指揮系統，使敵方部隊在戰場上羣龍無首寸步難行。
2.3 未來戰爭進行迅速，消耗將大幅減少。一方面，納米武器所用資源較少，成本相對低廉；另一方面，納米戰爭透明度高，戰爭尋求以快制勝和以科技制勝，不會進行到類似二戰的規模，消耗將大幅減少。
3 結束語
隨着納米技術的不斷髮展和完善，在軍事領域必將出現更多更先進的應用，不可避免地影響着軍事鬥爭準備和戰爭形態。我們期待着更好地掌握這門技術，為保家衞國貢獻一份力量！
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