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1、浅谈纳米科技的军事应用摘要：纳米技术通过其不断的发展，逐渐走向各个领域。本文介绍了纳米科技在军事上的应用。关键词：纳米技术 军事 武器现在,纳米技术已经坐上高速行驶的列车，我们周围的各个领域，生物、化学、物理，就连我们的日常生活，衣食住行，纳米技术都无处不在。可是，纳米技术在军事上也有不可忽视的作用。纳米技术为军事发展翻开了新的篇章。一纳米武器与环同武器的不同第一，纳米武器具有非凡的智能化功能。量子器件的工作速度比半导体器件快1000 倍，因此，用量子器件取代半导体器件，可以大大提高武器装备控制系统中的信息传输、存储和处理能力。1采用纳米技术可使现有雷达在体积缩小数千倍的同时，其信息获取能力提
2、高数百倍；能够将超高分辨力的合成孔径雷达安放在卫星上，进行高精度对地侦察。纳米技术还可以使武器表面变得更“灵巧”，使用纳米材料制造潜艇的蒙皮，甚至可以灵敏地“感觉”水流、水温、水压等极细微的变化，并及时反馈给中央计算机，最大限度地降低噪声、节约能源；能根据水波的变化提前“察觉”来袭的敌方鱼雷，使潜艇及时做规避机动。2用纳米材料做军用机器人的“皮肤”可以使之具有比真人的皮肤还要敏感的“触感”，从而能更有效地完成军事任务。3第二，武器装备系统超微型化。纳米技术使武器的体积、重量大大减小。用量子器件取代大规模的集成电路，可使武器控制系统的重量和功耗成千倍的减小。4纳米技术可以把现代作战飞机上的全部电
3、子系统集成在一块芯片上，也能使目前需车载的电子战系统缩小至可由单兵携带。5用纳米技术制造的微型武器，其体积只有昆虫大小，却能像士兵一样遂行各种军事任务。由于这些微型武器隐蔽性好，它们可以潜在敌方关键设备中长达几十年之久。平时相安无事，战时则可群起而攻之，令人防不胜防。第三，由于用纳米技术制造的微型武器系统，一般来说几乎没有肉眼看得见的硬件单元的连接，省去了大量线路板和接头，因此与其他的小型武器相比，其成本将低得多，而运用也十分方便。6如用一架无人驾驶飞机就可以将数以万计的微机电系统探测器空投到敌军可能部署和地域或散布在天空中，而利用纳米技术生产出的纳米卫星的重量小于 0.1 千克，一枚“飞马座
4、”级运载火箭一次即可发射数百乃至数千颗卫星，覆盖全球，完成侦察和信息转发任务。正因为如此，美国战略研究所的一位科学家说：“道理很简单，如果美国 10 艘航空母舰毁了四五艘，可能会重创美国军力。7如果以这笔钱来发展袖珍武器，那么我们可以以量取胜，毁了 100 艘袖珍潜艇或飞机，也无关痛痒。第四，纳米武器与传统的武器明显不同还表现在，它以神经系统为主要打击目标。信息技术的发展使战争形态发生了根本的变化，一方面，打击手段不断智能化、精确化；另一方面，打击目标也从传统的工业生产设施转向信息系统。纳米武器由于具有超微型和智能化的明显优势，打击敌方的神经系统必然是纳米武器的首选目标，通过纳米武器所焕发出来
5、的巨大战争威力而使敌方宏观作战体系“突然瘫痪”，以致不得不屈服于微型武器所造成的战争压力。8二.纳米材料在军事运用中显奇功1 隐身材料纳米材料由于质轻层薄，具有特殊的光学性能，可实现高吸收、宽频带、红外微波吸收兼顾等要求，9是一种非常有发展前途的新型军用雷达波吸收剂，由它制成的材料在很宽的频带范围内可以逃避雷达的侦查，同时也有红外隐身的作用，纳米材料已成为隐身材料重点研究方向之一。10纳米材料因为具有很高的对电磁波的吸收特性，纳米材料现已受到各主要国家的高度重视，并把其作为新一代隐身材料进行探索与研究，在国外，涂敷型隐身材料技术已经比较成熟，结构型隐身材料也已经开始使用。11目前国内外研究的纳
6、米雷达波吸收剂有几种类型，其中主要的一种类型是用纳米氧化物吸收剂，包括 Fe3O4、ZnO、NiO、MoO2 等单一氧化物和LaFeO3 等复合氧化物纳米微粉，它们不仅吸波性能优异，而且还建有抑制红外辐射等数种功能。12另外 Al2O3、Fe2O3、SiO2 和 TiO2 的复合粉体与高分子纤维结合对中红外波段有很强的吸收性能，这种复合体对这个波段的红外探测器有很好的屏蔽作用。纳米微粒用于热红外伪装上主要是为降低被伪装物的红外发射率。12有些纳米微粒具有很强的吸收中红频段的特性，普通的纺织材料通过特殊的织物设计和一定的纺织、染整加工，可以成为具有特种性能的伪装材料，通常采用对普通材料进行深层加
7、工和特殊的服装设计来制成红外伪装物，这些织物对人体释放的中红外频段红外线有屏蔽作用。1314纳米粒子对红外和电磁波屏蔽的机理主要有两方面：（1）由于纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材料要强得多。14这就大大减少波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号变得很微弱，从而达到隐身的作用。15（2）纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉体大很多，对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多，这就使得红外探测器及雷达得到的反射信号强度大大降低，因此很难发现被探测目标，起到屏蔽作用。16海泰纳米生产的纳米氧化物各类粉体，其纳米氧化钛和纳米氧化锌已被军方用来做吸波材
8、料，用于道路、桥梁和军事目标的伪装，纳米氧化锡锑（ATO）被用来屏蔽激光波，ATO 对红外线有良好的屏蔽性能，屏蔽率可达近70以上，和其它红外隐身材料混合使用，可有效的实现对红外探测器的屏蔽，可用作红外隐身服装或红外隐身保护罩。172 在防护涂层中的应用与传统涂层相比，纳米结构涂层能使强度、韧性、耐腐蚀、耐磨、热障、抗剥蚀、抗氧化和抗热疲劳等性能得到显著改善，且一种涂层可同时具有上述多种性能。某些纳米微粒还有杀菌、阻燃、导电、绝缘等作用，可用这些纳米粒子制成防生物涂料、阻燃涂料、导电涂料和绝缘涂料。这些技术可有效解决舰艇动力推进装置螺旋桨的穴蚀问题以及潜艇、舰艇船体涂料的防污问题等。18纳米材
9、料对海军舰艇的防海水腐蚀，增强船体及船内设备抗盐雾能力已处于应用阶段，作为水中武器世界各国也正在加大研制力度。武汉海军工程大学已将海泰纳米的纳米氧化钛、纳米氧化锌和纳米氧化硅用于军舰的防腐，可以有效的解决上述问题。19纳米 TiO2、SiO2 等纳米材料的抗紫外线辐照性能比较好，添加到油漆中可以起到抗老化的作用，并且纳米材料的比表面积大，能在油漆中干燥时很快形成网络结构，同时增强油漆强度和光洁度，同时还可以起到提高悬浮稳定性、触变性、涂层与基体之间的结合强度、光洁度等性能，且干燥时间缩短，提高耐洗刷性和涂层的抗污性能，所以纳米材料作为抗油漆老化添加剂可用于军用车和船舰的表面喷漆，增加使用寿命。
10、20解放军后勤工程学院完成的一项研究成果“纳米材料船甲板防滑处理技术”，是将纳米粒子预组装后通过热喷涂技术涂装于设备表面，与常规粉体热喷涂防滑技术相比，这种纳米粒子的涂层附着力强，防腐时间长，涂层薄，稳定性好，还可以起到防滑的作用，大大提高船员的安全。21海泰纳米已成功的把纳米净化技术用于军用指挥车的净化，先后成功对酒泉卫星中心的各种指挥车和集团军的指挥车进行治理，使车内有毒气体浓度达到国家相关标准。223 提高军事能源的使用效能纳米微粒尺寸小，比表面积大，从而增加化学反应的接触面，表面有效反应中心多，可作为催化剂被广泛应用，纳米催化剂具有很高的化学活性，晶粒的微观结构复杂，这种独特的晶体结构
11、及表面特性使得纳米材料的催化活性和选择性大大高于传统催化剂，用纳米催化剂取代火箭推进剂中的普通催化剂成为国内外研究的热点，纳米催化剂能显著提高固体推进剂的燃速。23如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。在火箭燃料中加入不到 1的纳米铝粉，可将燃烧能力提高一倍。金属纳米微粒能位高，化学活性极强，在空气中会迅速氧化燃烧甚至发生爆炸。在高能量密度材料中加入纳米金属微粒(纳米铝粉) 制成的纳米炸药，能够超高速燃烧，迅速释放能量，性能提高数十至上百倍。纳米材料制成的燃油添加剂，可节省燃油，降低尾气排放。海泰纳米的纳米材料已被南京理工大学应用于炸药研究中，既可以提高炸药的高爆
12、性能，又能为炸药提供高的安全性能。244 军用抗菌材料军队对于纳米材料在军需装备品上的应用研究的起步与国内科研机构基本相当，最初是从抗菌材料的开发开始的。多年以来，我国军需装备的抗菌问题一直未得到很好的解决，在战争、抗洪抢险和野外作业等高温潮湿的作业环境中，战士的卫生问题得不到很好的防护。目前，开发出的添加纳米抗菌材料的织物可以有效的解决这些问题，这对于保证官兵拥有健康的体魄，保持部队战斗力有重要的意义。纳米无机抗菌材料是在纳米材料基础上吸附或者通过离子交换方式生产的载银等金属离子抗菌材料。25这种抗菌材料适用范围广、安全、持久、耐热、广谱抗菌性好的特点，与有机杀菌剂相比，具有耐较高温度、较高
13、安全性、较高的长效杀菌作用，可分散于水和有机溶剂，能与多种纤维及塑料有良好的相容性、均匀分散性，对材料的加工性能及其它应用性能无影响。26该系列抗菌材料具有耐水、耐酸碱、耐洗涤，光照不老化，细菌抗药性不易产生，广谱抗菌等特点，几乎对所有菌种（细菌、真菌、酵母、霉菌、藻类等）均有极强的杀灭能力。27无机纳米抗菌材料添加到鞋材中，可以起到抗菌防臭，导湿透汗，防滑耐磨，用于医用纺织品中，可以获得持久的抗菌效果，减少交叉感染和病菌的传播，尤其在战时野战医院消毒设施欠缺这一实际情况下体现的更加突出，可广泛的用于野战士兵的抗菌防护，减少战斗人员伤亡率。5 防雷击雷电灾害每年给人类造成巨大的损害，目前国内外
14、对防雷击做了大量的研究，利用“绝缘避雷”的原理开发出了一系列防雷产品。 “绝缘避雷”是利用“雷电总是通过电阻最小的通道入地”的原理，用绝缘材料来覆盖被保护物，增加其电阻从而使其周围空气或物体变成雷电“疏”的通道，达到避雷的效果。因此，高性能的耐压材料和高电阻率的绝缘材料是绝缘避雷的关键，纳米绝缘材料正是具备这种性能的合适产品，利用纳米绝缘材料设计的防雷产品覆盖在被保护物，可以达到避雷的目的。南京海泰纳米通过自主研发，利用多种纳米材料，通过一定的配方合成的高性能纳米绝缘材料，并且和北京雷盾安全防护技术有限公司合作开发出的纳米改性橡胶，已经应用于防雷鞋等防雷产品中，该防雷鞋同时还具有耐磨、防滑、耐
15、油、抗菌和防臭的功能。28通过进一步开发，还可以用于制备防雷伞和防雷衣等一系列防雷产品。这种防雷产品可以用于军事弹药库的防雷，因为在野战条件下，传统的避雷针的方式已经不适用，利用绝缘避雷的原理，用特制的纳米绝缘防水防雷蒙布、防雷帐篷、纳米防雷鞋和防雷衣等可以达到很好的避雷效果。三纳米技术走向实用要解决的关键技术(1)研制纳米材料。如今高能量纳米材料、纳米隐身材料、纳米磁性材料等已有重大突破。某些纳米材料产品已经在人们的日常生活和军事应用领域做出了突出贡献。超精度微加工。直到科学家发明了“扫描隧道显微镜加工技术”后，原子级微加工才得到较好的解决。这种加工技术的步骤是:让扫描隧道显微镜的极其尖锐的
16、金属探针，向材料表面不断逼近达到 1 纳米的距离时，施加适当电压，产生隧道电流，探针尖端因此吸引到材料的 1 个原子;然后将探针移至预定位置，去掉电压，使单个原子从探针上脱落下来。如此反复进行，便可以按设计要求“堆砌”出各种微型构件，整个过程如同用砖头盖房子一样。中国在此领域已进入世界先进行列。29(3)微机电系统制造.纳米技术的核心是微机电技术。微机电技术是制造原理上的彻底革命，而不是通常意义上的微小型化。因为，当部件小到纳米级以后，宏观的参数如体积、重量等都变得微不足道;而与物体表面相关的因素如表面张力、靡擦力，就显得至关重要了。新的物理特性使纳米器件非常坚固、耐用、可靠，一般纳米器件振动 2000 万次也丝毫不会损坏。30近 10 多年来，微机电技术获得实质性突破。科学家们已成功研制出纳米齿轮、纳米弹簧、纳米喷嘴、纳米轴承等微型构件;并在此墓础上制成了纳米发动机，其直径只有 200 微米，一滴油就可以灌满 40 一 50 个这种发动机;与此同时
