王培安

去年以來，“納米技術”(nanotechnology)這個術語被炒得很熱，美國政府于2000年2月發(fā)布了《國家納米技術倡議》，并從2001年開始正式實施。我國政府也明確將納米技術列為21世紀高技術發(fā)展的主攻方向之一。朱基總理于去年12月14日專門主持召開國務院會議，聽取納米技術的發(fā)展匯報。那么，什么是納米技術，它對軍事領域?qū)a(chǎn)生哪些影響呢?

這是21世紀的一場戰(zhàn)爭。猛然一看與傳統(tǒng)的戰(zhàn)爭并沒有什么不同，只有細心的人才能發(fā)覺天空中好像多了一些“蒼蠅”、“黃蜂”等小昆蟲，地面上也有成群結隊的“螞蟻”在活動。這些“小動物”，有的在戰(zhàn)場上空盤旋，有的則直接進入了敵方的指揮機關、雷達站、彈藥庫等要害部位，但沒有誰會去注意。突然一聲巨響，彈藥庫爆炸了，還未弄清這是怎么一回事的人們，這時才發(fā)現(xiàn)指揮系統(tǒng)也已遭到破壞，飛機、坦克、大炮由于得不到指揮和彈藥、能源的補給，還未來得及運用，戰(zhàn)爭就失敗了，而制服那些龐然大物的秘密武器，原來竟是這些不起眼的“小精靈”——納米武器。

神奇的納米技術

納米是一個長度單位，1納米為十億分之一米，納米技術是一門研究在0.1～100納米空間內(nèi)電子、原子和分子運動規(guī)律及特性的多學科交叉的高新技術。它的涵蓋面十分廣泛，包括納米電子技術、納米制造技術、納米顯微技術以及納米物理學和納米生物學等學科和領域。納米技術是世紀之交異軍突起的新興技術。它的出現(xiàn)，標志著人類在改造自然方面進入了一個新的層次，即從微米層次深入到原子、分子級的納米層次，使人類最終能夠按照自己的意愿操縱單個原子和分子，以實現(xiàn)對微觀世界的有效控制。專家們認為：正像產(chǎn)業(yè)革命、抗菌素、核能和微電子技術的出現(xiàn)和應用所產(chǎn)生的巨大影響一樣，納米技術將創(chuàng)造人們想像不到的推動新世紀前進的奇跡，成為21世紀信息時代的核心技術。因而，納米技術一出現(xiàn)，許多國家便將其列為“關鍵技術”范圍，投入巨資進行研究開發(fā)。納米技術的研究與開發(fā)時間雖然很短，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公司基礎研究所利用納米技術已經(jīng)制成了新型量子器件——量子點陣列，突破了微電子技術的極限。美國已研制成功可由激光驅(qū)動，寬度只有4納米并具有開關特性的復雜分子，這將為研制激光計算機提供技術基礎。在納米制造技術方面取得的進展也同樣令人振奮，科學家們用微型齒輪和發(fā)動機等組成一個螞蟻大小的人造昆蟲或微型機器人已不是什么夢想。在日本，豐田公司組裝了一輛米粒大小運轉(zhuǎn)自如的汽車；德國科學家制成了一架直升機，它只有黃蜂大小，卻能升空飛行；美國研制的微型發(fā)動機小得驚人，5立方厘米的空間里能裝下1000臺，利用這種微型發(fā)動機制造的機器人“醫(yī)生”可進入人體直腸……這一系列成果向人們顯示，納米技術的發(fā)展不但將開創(chuàng)一個科學技術新時代，還將會引發(fā)社會各領域尤其是軍事領域的重大變革。有人斷言，21世紀的戰(zhàn)爭是“納米戰(zhàn)爭”。

軍事應用前景廣闊

改進武器裝備的材料 納米陶瓷克服傳統(tǒng)陶瓷韌性差、不耐沖擊的弱點，用于制造軍用渦輪發(fā)動機的高溫部件，可以提高發(fā)動機的效率、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)坦克復合裝甲的抗彈能力，增強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。美國圣迪亞實驗室用組裝方法研制出一種表面巨大、具有完全規(guī)則納米結構的超薄涂層，孔隙被設計成允許一定尺寸的分子通過。這種涂層可以用作化學傳感器，檢測分子的靈敏度比普通材料高500倍；還有人在開發(fā)一種具有活性孔隙的納米材料，孔隙隨條件變化開閉，可用作戰(zhàn)場有毒劑量檢測裝置。用現(xiàn)在已能制造的納米管“編織”的微細纖維，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。

提高推進劑和炸藥的燃燒效率納米顆粒表面有效反應中心多，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，化學活性極強，在空氣中會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。

增強信息存儲和獲取能力 納米磁性功能材料可以大大改善復雜戰(zhàn)場環(huán)境下電、磁、聲、光、熱等各種信息的獲取、傳輸、處理、存儲和顯示的能力，為武器平臺的電子系統(tǒng)、綜合電子信息系統(tǒng)提供更強的能力。納米磁性功能材料在未來的武器系統(tǒng)中將有廣泛應用，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，使軍用計算機磁盤存儲能力提高數(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)上得到重要應用。

除此以外，納米技術在軍事領域的應用還有以下幾個方面。

●研制以納米結構電子設備為基礎，技術上更先進、經(jīng)濟承受性更好的虛擬訓練系統(tǒng)；

●研制性能更好的自動化武器裝備或設備，以補償兵力的減少，減小作戰(zhàn)人員實際面臨的風險。例如，通過減輕重量可以增大無人駕駛戰(zhàn)斗機的作戰(zhàn)距離，改善戰(zhàn)斗機的靈活性，提高作戰(zhàn)效能；

●在達到軍事平臺所需的高性能(重量更輕，強度更大)的同時，減少故障率，降低全壽命費用；

●改進核、生、化偵測技術，解決傷員救護方面的急迫問題；

●改善核不擴散條約的監(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械裝置。

武器裝備的新概念

超微型化 納米技術使武器裝備的體積、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小；納米技術可以把現(xiàn)代作戰(zhàn)飛機的全部電子系統(tǒng)集成在一塊芯片上，也能使目前需車載的電子戰(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。用納米技術制造的微型武器，其體積只有昆蟲般大小，卻能像士兵一樣執(zhí)行各種軍事任務。由于這些微型武器隱蔽性好，它們可以潛伏在敵方關鍵設備中長達幾十年之久，平時相安無事，戰(zhàn)時可群起而攻之，令人防不勝防。

高度智能化 用納米技術制成的量子器件，其工作速度比半導體器件快1000倍，可以大大提高武器裝備控制系統(tǒng)中的信息傳輸、存儲和處理能力。采用納米技術，可使雷達在體積縮小數(shù)千分之一的同時，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_安放在衛(wèi)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”。利用納米材料作武器的蒙皮，可以察覺細微的外界“刺激”。用納米材料制造潛艇的蒙皮，可以靈敏地“感覺”水流、水溫、水壓等極細微的變化，并及時反饋給中央計算機，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”來襲的敵方魚雷，使?jié)撏Ъ皶r做規(guī)避運動。用納米材料做機器人的“皮膚”，可以使之具有比真人的皮膚還要靈敏的“觸覺”，從而能更有效地完成軍事任務。

高度隱形化 利用納米微粒材料的尺寸遠小于紅外和雷達波波長及磁損耗大的特點，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。目前美國研究的第四代吸波材料“超黑粉”，對雷達波的吸收率可達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)對紅外波有良好的吸收性，可用來制備雷達和紅外波兼容的寬譜段隱形材料，使武器裝備的隱形技術能從單一波段向?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，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大幅度減輕了武器裝備的重量?！?/p>