納米技術(shù)走進(jìn)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)

王培安

去年以來(lái)，“納米技術(shù)”(nanotechnology)這個(gè)術(shù)語(yǔ)被炒得很熱，美國(guó)政府于2000年2月發(fā)布了《國(guó)家納米技術(shù)倡議》，并從2001年開(kāi)始正式實(shí)施。我國(guó)政府也明確將納米技術(shù)列為21世紀(jì)高技術(shù)發(fā)展的主攻方向之一。朱基總理于去年12月14日專(zhuān)門(mén)主持召開(kāi)國(guó)務(wù)院會(huì)議，聽(tīng)取納米技術(shù)的發(fā)展匯報(bào)。那么，什么是納米技術(shù)，它對(duì)軍事領(lǐng)域?qū)?huì)產(chǎn)生哪些影響呢?

這是21世紀(jì)的一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)。猛然一看與傳統(tǒng)的戰(zhàn)爭(zhēng)并沒(méi)有什么不同，只有細(xì)心的人才能發(fā)覺(jué)天空中好像多了一些“蒼蠅”、“黃蜂”等小昆蟲(chóng)，地面上也有成群結(jié)隊(duì)的“螞蟻”在活動(dòng)。這些“小動(dòng)物”，有的在戰(zhàn)場(chǎng)上空盤(pán)旋，有的則直接進(jìn)入了敵方的指揮機(jī)關(guān)、雷達(dá)站、彈藥庫(kù)等要害部位，但沒(méi)有誰(shuí)會(huì)去注意。突然一聲巨響，彈藥庫(kù)爆炸了，還未弄清這是怎么一回事的人們，這時(shí)才發(fā)現(xiàn)指揮系統(tǒng)也已遭到破壞，飛機(jī)、坦克、大炮由于得不到指揮和彈藥、能源的補(bǔ)給，還未來(lái)得及運(yùn)用，戰(zhàn)爭(zhēng)就失敗了，而制服那些龐然大物的秘密武器，原來(lái)竟是這些不起眼的“小精靈”——納米武器。

神奇的納米技術(shù)

納米是一個(gè)長(zhǎng)度單位，1納米為十億分之一米，納米技術(shù)是一門(mén)研究在0.1～100納米空間內(nèi)電子、原子和分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律及特性的多學(xué)科交叉的高新技術(shù)。它的涵蓋面十分廣泛，包括納米電子技術(shù)、納米制造技術(shù)、納米顯微技術(shù)以及納米物理學(xué)和納米生物學(xué)等學(xué)科和領(lǐng)域。納米技術(shù)是世紀(jì)之交異軍突起的新興技術(shù)。它的出現(xiàn)，標(biāo)志著人類(lèi)在改造自然方面進(jìn)入了一個(gè)新的層次，即從微米層次深入到原子、分子級(jí)的納米層次，使人類(lèi)最終能夠按照自己的意愿操縱單個(gè)原子和分子，以實(shí)現(xiàn)對(duì)微觀世界的有效控制。專(zhuān)家們認(rèn)為：正像產(chǎn)業(yè)革命、抗菌素、核能和微電子技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用所產(chǎn)生的巨大影響一樣，納米技術(shù)將創(chuàng)造人們想像不到的推動(dòng)新世紀(jì)前進(jìn)的奇跡，成為21世紀(jì)信息時(shí)代的核心技術(shù)。因而，納米技術(shù)一出現(xiàn)，許多國(guó)家便將其列為“關(guān)鍵技術(shù)”范圍，投入巨資進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。納米技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)時(shí)間雖然很短，但已取得了令人矚目的成果，展示了其誘人的發(fā)展前景。日本NEC公司基礎(chǔ)研究所利用納米技術(shù)已經(jīng)制成了新型量子器件——量子點(diǎn)陣列，突破了微電子技術(shù)的極限。美國(guó)已研制成功可由激光驅(qū)動(dòng)，寬度只有4納米并具有開(kāi)關(guān)特性的復(fù)雜分子，這將為研制激光計(jì)算機(jī)提供技術(shù)基礎(chǔ)。在納米制造技術(shù)方面取得的進(jìn)展也同樣令人振奮，科學(xué)家們用微型齒輪和發(fā)動(dòng)機(jī)等組成一個(gè)螞蟻大小的人造昆蟲(chóng)或微型機(jī)器人已不是什么夢(mèng)想。在日本，豐田公司組裝了一輛米粒大小運(yùn)轉(zhuǎn)自如的汽車(chē)；德國(guó)科學(xué)家制成了一架直升機(jī)，它只有黃蜂大小，卻能升空飛行；美國(guó)研制的微型發(fā)動(dòng)機(jī)小得驚人，5立方厘米的空間里能裝下1000臺(tái)，利用這種微型發(fā)動(dòng)機(jī)制造的機(jī)器人“醫(yī)生”可進(jìn)入人體直腸……這一系列成果向人們顯示，納米技術(shù)的發(fā)展不但將開(kāi)創(chuàng)一個(gè)科學(xué)技術(shù)新時(shí)代，還將會(huì)引發(fā)社會(huì)各領(lǐng)域尤其是軍事領(lǐng)域的重大變革。有人斷言，21世紀(jì)的戰(zhàn)爭(zhēng)是“納米戰(zhàn)爭(zhēng)”。

軍事應(yīng)用前景廣闊

改進(jìn)武器裝備的材料 納米陶瓷克服傳統(tǒng)陶瓷韌性差、不耐沖擊的弱點(diǎn)，用于制造軍用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部件，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率、工作壽命和可靠性。納米陶瓷高活性、高斷裂韌性和耐沖擊的性能，可有效提高主戰(zhàn)坦克復(fù)合裝甲的抗彈能力，增強(qiáng)速射武器陶瓷襯管的抗燒蝕性。納米材料制成的鎢合金彈芯，穿甲能力大大提高。美國(guó)圣迪亞實(shí)驗(yàn)室用組裝方法研制出一種表面巨大、具有完全規(guī)則納米結(jié)構(gòu)的超薄涂層，孔隙被設(shè)計(jì)成允許一定尺寸的分子通過(guò)。這種涂層可以用作化學(xué)傳感器，檢測(cè)分子的靈敏度比普通材料高500倍；還有人在開(kāi)發(fā)一種具有活性孔隙的納米材料，孔隙隨條件變化開(kāi)閉，可用作戰(zhàn)場(chǎng)有毒劑量檢測(cè)裝置。用現(xiàn)在已能制造的納米管“編織”的微細(xì)纖維，具有非常好的纖維彈性，不怕彎曲、穿孔、擠壓，有望做成超輕防彈背心。

提高推進(jìn)劑和炸藥的燃燒效率納米顆粒表面有效反應(yīng)中心多，催化作用明顯高于常用催化劑。在固體火箭燃料中加入鎳納米微粒作催化劑，燃燒效率提高100倍。金屬納米微粒能位高，化學(xué)活性極強(qiáng)，在空氣中會(huì)迅速氧化燃燒甚至發(fā)生爆炸。在高能量密度材料中加入納米金屬微粒(如納米鋁粉)制成的納米炸藥能夠超高速燃燒，迅速釋放能量，性能提高數(shù)十至上百倍。

增強(qiáng)信息存儲(chǔ)和獲取能力 納米磁性功能材料可以大大改善復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下電、磁、聲、光、熱等各種信息的獲取、傳輸、處理、存儲(chǔ)和顯示的能力，為武器平臺(tái)的電子系統(tǒng)、綜合電子信息系統(tǒng)提供更強(qiáng)的能力。納米磁性功能材料在未來(lái)的武器系統(tǒng)中將有廣泛應(yīng)用，例如磁記錄密度比現(xiàn)有磁記錄材料提高20倍，還可以得到高信噪比，使軍用計(jì)算機(jī)磁盤(pán)存儲(chǔ)能力提高數(shù)十倍。納米軟磁材料可用于抗電磁干擾器，在軍事通信網(wǎng)、衛(wèi)星接收和C4I系統(tǒng)上得到重要應(yīng)用。

除此以外，納米技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用還有以下幾個(gè)方面。

●研制以納米結(jié)構(gòu)電子設(shè)備為基礎(chǔ)，技術(shù)上更先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)承受性更好的虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)；

●研制性能更好的自動(dòng)化武器裝備或設(shè)備，以補(bǔ)償兵力的減少，減小作戰(zhàn)人員實(shí)際面臨的風(fēng)險(xiǎn)。例如，通過(guò)減輕重量可以增大無(wú)人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)的作戰(zhàn)距離，改善戰(zhàn)斗機(jī)的靈活性，提高作戰(zhàn)效能；

●在達(dá)到軍事平臺(tái)所需的高性能(重量更輕，強(qiáng)度更大)的同時(shí)，減少故障率，降低全壽命費(fèi)用；

●改進(jìn)核、生、化偵測(cè)技術(shù)，解決傷員救護(hù)方面的急迫問(wèn)題；

●改善核不擴(kuò)散條約的監(jiān)督與管理；

●研制核防御控制系統(tǒng)所需的混合式納米和微機(jī)械裝置。

武器裝備的新概念

超微型化 納米技術(shù)使武器裝備的體積、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)的重量和功耗成千分之一地減?。患{米技術(shù)可以把現(xiàn)代作戰(zhàn)飛機(jī)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，從而大大提高電子戰(zhàn)的覆蓋面。用納米技術(shù)制造的微型武器，其體積只有昆蟲(chóng)般大小，卻能像士兵一樣執(zhí)行各種軍事任務(wù)。由于這些微型武器隱蔽性好，它們可以潛伏在敵方關(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)可群起而攻之，令人防不勝防。

高度智能化 用納米技術(shù)制成的量子器件，其工作速度比半導(dǎo)體器件快1000倍，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。采用納米技術(shù)，可使雷達(dá)在體積縮小數(shù)千分之一的同時(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”。利用納米材料作武器的蒙皮，可以察覺(jué)細(xì)微的外界“刺激”。用納米材料制造潛艇的蒙皮，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)避運(yùn)動(dòng)。用納米材料做機(jī)器人的“皮膚”，可以使之具有比真人的皮膚還要靈敏的“觸覺(jué)”，從而能更有效地完成軍事任務(wù)。

高度隱形化 利用納米微粒材料的尺寸遠(yuǎn)小于紅外和雷達(dá)波波長(zhǎng)及磁損耗大的特點(diǎn)，可制成電磁波吸收率非常高的隱形材料，這將極大地提高武器裝備的隱形性能。目前美國(guó)研究的第四代吸波材料“超黑粉”，對(duì)雷達(dá)波的吸收率可達(dá)99％，這一材料就是納米材料。納米微粒在較寬的頻譜范圍內(nèi)具有良好的吸波性，尤其是納米固體(如氧化物)對(duì)紅外波有良好的吸收性，可用來(lái)制備雷達(dá)和紅外波兼容的寬譜段隱形材料，使武器裝備的隱形技術(shù)能從單一波段向?qū)嵱眯蛯捵V段隱形的方向發(fā)展。此外，納米材料良好的吸波性和高活性易分散的特點(diǎn)，使其易于制備超薄輕質(zhì)的隱形涂層，幾十納米厚的納米材料就可達(dá)到現(xiàn)有隱形涂層幾十微米厚的吸波效果，在提高武器裝備隱形性能的同時(shí)大幅度減輕了武器裝備的重量?！?/p>