納米技術(shù)在軍事上的應(yīng)用論文(2)
納米技術(shù)在軍事上的應(yīng)用論文篇二
《納米材料在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用》
摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，人們對(duì)新材料性能與功能的要求越來(lái)越高。納米材料作為一中新興的材料由于納米材料所具有的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、宏觀量子效應(yīng)，因而具有與非納米材料完全不同的性質(zhì)。目前來(lái)說(shuō)，納米材料有著非常廣泛的應(yīng)用，如生物材料，服裝，石墨烯等，并在這些方面發(fā)揮著極其重要的作用。本文從納米材料在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用入手，詳細(xì)概述了幾種類(lèi)型的納米武器等。
關(guān)鍵詞：納米技術(shù);量子技術(shù);隱身材料;紅外屏蔽;電磁屏蔽
納米技術(shù)和其他所有技術(shù)一樣，將在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮著不可估量的作用。例如：納米機(jī)器人、納米飛機(jī)、蚊子導(dǎo)彈等許多無(wú)人化設(shè)備將在偵察預(yù)警、指揮控制和精確打擊等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用;納米衛(wèi)星組成的衛(wèi)星監(jiān)視網(wǎng)，可以實(shí)時(shí)觀察到地球上的每一個(gè)角落，使戰(zhàn)爭(zhēng)變得更加透明;納米隱身技術(shù)可以最大限度地隱藏自己，同時(shí)千方百計(jì)地尋找和發(fā)現(xiàn)敵人，起到武器裝備隱身的目的，如用做隱形飛機(jī)涂料的納米ZnO對(duì)雷達(dá)電磁波具有很強(qiáng)的吸收能力。
納米武器與傳統(tǒng)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(dǎo)體器件快1000倍，因此，用量子器件取代半導(dǎo)體器件，可以大大提高武器裝備控制系統(tǒng)中的信息傳輸、存儲(chǔ)和處理能力。[1]采用納米技術(shù)可使現(xiàn)有雷達(dá)在體積縮小數(shù)千倍的同時(shí)，其信息獲取能力提高數(shù)百倍;能夠?qū)⒊叻直媪Φ暮铣煽讖嚼走_(dá)安放在衛(wèi)星上，進(jìn)行高精度對(duì)地偵察。納米技術(shù)還可以使武器表面變得更“靈巧”，使用納米材料制造潛艇的蒙皮，甚至可以靈敏地“感覺(jué)”水流、水溫、水壓等極細(xì)微的變化，并及時(shí)反饋給中央計(jì)算機(jī)，最大限度地降低噪聲、節(jié)約能源;能根據(jù)水波的變化提前“察覺(jué)”來(lái)襲的敵方魚(yú)雷，使?jié)撏Ъ皶r(shí)做規(guī)避機(jī)動(dòng)。用納米材料做軍用機(jī)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(wù)。
第二，武器裝備系統(tǒng)超微型化。納米技術(shù)使武器的體積、重量大大減小。用量子器件取代大規(guī)模的集成電路，可使武器控制系統(tǒng)的重量和功耗成千倍的減小。納米技術(shù)可以把現(xiàn)代作戰(zhàn)飛機(jī)上的全部電子系統(tǒng)集成在一塊芯片上，也能使目前需車(chē)載的電子戰(zhàn)系統(tǒng)縮小至可由單兵攜帶。用納米技術(shù)制造的微型武器，其體積只有昆蟲(chóng)大小，卻能像士兵一樣遂行各種軍事任務(wù)。由于這些微型武器隱蔽性好，它們可以潛在敵方關(guān)鍵設(shè)備中長(zhǎng)達(dá)幾十年之久。平時(shí)相安無(wú)事，戰(zhàn)時(shí)則可群起而攻之，令人防不勝防。
第三，由于用納米技術(shù)制造的微型武器系統(tǒng)，一般來(lái)說(shuō)幾乎沒(méi)有肉眼看得見(jiàn)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(yùn)用也十分方便。如用一架無(wú)人駕駛飛機(jī)就可以將數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微機(jī)電系統(tǒng)探測(cè)器空投到敵軍可能部署和地域或散布在天空中，而利用納米技術(shù)生產(chǎn)出的納米衛(wèi)星的重量小于0.1千克，一枚“飛馬座”級(jí)運(yùn)載火箭一次即可發(fā)射數(shù)百乃至數(shù)千顆衛(wèi)星，覆蓋全球，完成偵察和信息轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)。正因?yàn)槿绱?，美?guó)戰(zhàn)略研究所的一位科學(xué)家說(shuō)：“道理很簡(jiǎn)單，如果美國(guó)10艘航空母艦毀了四五艘，可能會(huì)重創(chuàng)美國(guó)軍力。如果以這筆錢(qián)來(lái)發(fā)展袖珍武器，那么我們可以以量取勝，毀了100艘袖珍潛艇或飛機(jī)，也無(wú)關(guān)痛癢。
第四，納米武器與傳統(tǒng)的武器明顯不同還表現(xiàn)在，它以神經(jīng)系統(tǒng)為主要打擊目標(biāo)。信息技術(shù)的發(fā)展使戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)發(fā)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(biāo)也從傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施轉(zhuǎn)向信息系統(tǒng)。納米武器由于具有超微型和智能化的明顯優(yōu)勢(shì)，打擊敵方的神經(jīng)系統(tǒng)必然是納米武器的首選目標(biāo)，通過(guò)納米武器所煥發(fā)出來(lái)的巨大戰(zhàn)爭(zhēng)威力而使敵方宏觀作戰(zhàn)體系“突然癱瘓”，以致不得不屈服于微型武器所造成的戰(zhàn)爭(zhēng)壓力。以隱身材料為例。
納米材料由于質(zhì)輕層薄，具有特殊的光學(xué)性能，可實(shí)現(xiàn)高吸收、寬頻帶、紅外微波吸收兼顧等要求，是一種非常有發(fā)展前途的新型軍用雷達(dá)波吸收劑，由它制成的材料在很寬的頻帶范圍內(nèi)可以逃避雷達(dá)的偵查，同時(shí)也有紅外隱身的作用，納米材料已成為隱身材料重點(diǎn)研究方向之一。納米材料因?yàn)榫哂泻芨叩膶?duì)電磁波的吸收特性，納米材料現(xiàn)已受到各主要國(guó)家的高度重視，并把其作為新一代隱身材料進(jìn)行探索與研究，在國(guó)外，涂敷型隱身材料技術(shù)已經(jīng)比較成熟，結(jié)構(gòu)型隱身材料也已經(jīng)開(kāi)始使用。
目前國(guó)內(nèi)外研究的納米雷達(dá)波吸收劑有幾種類(lèi)型，其中主要的一種類(lèi)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等復(fù)合氧化物納米微粉，它們不僅吸波性能優(yōu)異，而且還建有抑制紅外輻射等數(shù)種功能。另外Al2O3、Fe2O3、SiO2和TiO2的復(fù)合粉體與高分子纖維結(jié)合對(duì)中紅外波段有很強(qiáng)的吸收性能，這種復(fù)合體對(duì)這個(gè)波段的紅外探測(cè)器有很好的屏蔽作用。納米微粒用于熱紅外偽裝上主要是為降低被偽裝物的紅外發(fā)射率。有些納米微粒具有很強(qiáng)的吸收中紅頻段的特性，普通的紡織材料通過(guò)特殊的織物設(shè)計(jì)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，通常采用對(duì)普通材料進(jìn)行深層加工和特殊的服裝設(shè)計(jì)來(lái)制成紅外偽裝物，這些織物對(duì)人體釋放的中紅外頻段紅外線有屏蔽作用。
納米粒子對(duì)紅外和電磁波屏蔽的機(jī)理主要有兩方面：(1)由于納米微粒尺寸遠(yuǎn)小于紅外及雷達(dá)波波長(zhǎng)，因此納米微粒材料對(duì)這種波的透過(guò)率比常規(guī)材料要強(qiáng)得多。這就大大減少波的反射率，使得紅外探測(cè)器和雷達(dá)接收到的反射信號(hào)變得很微弱，從而達(dá)到隱身的作用。(2)納米微粒材料的比表面積比常規(guī)粗粉體大很多，對(duì)紅外光和電磁波的吸收率也比常規(guī)材料大得多，這就使得紅外探測(cè)器及雷達(dá)得到的反射信號(hào)強(qiáng)度大大降低，因此很難發(fā)現(xiàn)被探測(cè)目標(biāo)，起到屏蔽作用。
海泰納米生產(chǎn)的納米氧化物各類(lèi)粉體，其納米氧化鈦和納米氧化鋅已被軍方用來(lái)做吸波材料，用于道路、橋梁和軍事目標(biāo)的偽裝，納米氧化錫銻(ATO)被用來(lái)屏蔽激光波，ATO對(duì)紅外線有良好的屏蔽性能，屏蔽率可達(dá)近70%以上，和其它紅外隱身材料混合使用，可有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外探測(cè)器的屏蔽，可用作紅外隱身服裝或紅外隱身保護(hù)罩。
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