神奇的纳米技术与纳米武器

　　一纳米有多��？

　　相当一根头发直径的6万分之一

　　读过《西游记》的人都会记得孙悟空钻进铁扇公主肚子里的故事。孙悟空�；ぬ粕ノ魈烊【�，路过火焰山，想借铁扇公主的扇子扇灭火焰山的烈火。不料铁扇公主不肯借扇。孙悟空便变成一只小虫钻进铁扇公主的肚子里，大闹五脏六腑，迫使铁扇公主就范。

　　如今，随着纳米武器的出现，这种“小虫子”钻进肚皮的神话正逐步成为现实。

　　纳米武器，顾名思义，是指这种武器尺寸很小。纳米(1纳米＝10-9米)，这个计量单位在日常生活中很少出现，因为它太小了。拿“大”东西头发比，普通头发就有6万～7万纳米粗；拿小东西原子比，一纳米也就五个原子排列起来的长度。因此，肉眼是根本看不见纳米级的物体的。研究纳米级物质(包括分子、原子、电子)在100皮米(1皮米＝10-12米)～100纳米空间内的运动规律、内在运动特点，并利用这些特性制造特定功能产品(包括纳米武器在内)的高新尖技术，就是现在在科技界耳熟能详的纳米技术。

　　科学巨匠爱因斯坦早就预言：“未来科学的发展无非是继续向宏观世界和微观世界进军�！钡比死嗪浜淞伊业胤扇胩�、登上月球、探索火星之际，人类同时也在静悄悄地深入物质内部，并在物质微粒间营造出一个崭新的微观王国。在这神奇奥妙的纳米天地里，一些见所未见、闻所未闻的“精灵”，如分子开关、原子制动器、单个电子晶体管等相继诞生了。

　　如此小而又小的微粒怎样加工？

　　科学家自有天斧神工

　　纳米技术从研究走向实用有3大关键：一是研制纳米材料，二是寻求超精度微加工方法，三是做出微机电系统。

　　首先是研制纳米材料：如今高能量纳米材料、纳米隐形材料、纳米磁性材料已有重大突破。某些纳米材料产品已在高技术开发和军事应用领域作出了突出贡献。

　　其次是解决超精度微加工方法：所谓加工技术，在一般人的概念里，就是由“大到小”，根据设计要求将材料的多余部分用各种方法去掉制成零部件。这种常规的加工技术一直到加工微米级的零部件都是适用的，无非是随着物体尺寸缩小，精度要求更高、难度更大而已。

　　然而当物体尺寸达到纳米级，常规的加工技术就没有了用武之地。怎么办？纳米技术研究者打破常规，进行反向思维，将常规的“由大到小”的加工方法改变为“由小到大”的加工方法，发明了所谓扫描隧道显微镜加工技术。

　　扫描隧道显微镜加工技术的具体步骤是：将扫描隧道显微镜极其尖锐的金属探针，向材料表面不断逼近，当距离达到一纳米时，施加适当电压，产生隧道电流，这时探针尖端便吸引材料的一个原子过来，然后将探针移至预定位置，去除电压，使原子从探针上脱落。如此反复进行，最后便按设计要求“堆砌”出各种微型构件。整个过程就如同用砖头盖房子一样。

　　再就是制造微机电系统：纳米技术的核心技术是微机电技术。微机电技术并不是通常意义上的简单的系统小型化，它可以说是制造业原理上的彻底变革。因为当每个部件都小到纳米级以后，宏观的参数如体积、重量等都变得微不足道了，而与物体表面相关的因素如表面张力和摩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，同时也非�？煽�。一般纳米器件振动2000万次，也丝毫不会损坏。

　　近10多年，微机电技术获得了实质性突破�？蒲Ъ颐浅晒Φ刂瞥隽四擅壮萋�、纳米弹簧、纳米喷嘴、纳米轴承等微型构件，并在此基础上制成了纳米发动机。这种微型发动机的直径只有200微米，一滴油就可以灌满四五十个这种发动机。与此同时，微型传感器、微型执行器等也相继制成。这些基础单元再加上电路、接口，就可以组成完整的微机电系统了。

　　纳米技术对科学技术的进步具有划时代的影响。从电子管到晶体管，到集成电路，再到大规模集成电路，微电子技术已发展到了顶点。从这个意义上说，纳米技术将取代微电子技术，引发一场新的技术革命，创造新的奇迹。

　　纳米技术应用于军事将有何影响？

　　千奇百怪“微型武器”闹沙场

　　纳米技术的迅猛发展，特别是微机电系统的初步成功，为军事科技工作者研制纳米武器奠定了物质基础。他们尽情发挥想像力，研制出千奇百怪的战场“精灵”。

　　“麻雀”卫星。美国于1995年提出了纳米卫星的概念。这种卫星比麻雀略大，重量不足10千克，各种部件全部用纳米材料制造，采用最先进的微机电一体化集成技术整合，具有可重组性和再生性，成本低，质量好，可靠性强。一枚小型火箭一次就可以发射数百颗纳米卫星。若在太阳同步轨道上等间隔地布置648颗功能不同的纳米卫星，就可以保证在任何时刻对地球上任何一点进行连续监视，即使少数卫星失灵，整个卫星网络的工作也不会受影响。

　　“蚊子”导弹。由于纳米器件比半导体器件工作速度快得多，可以大大提高武器控制系统的信息传输、存储和处理能力，可以制造出全新原理的智能化微型导航系统，使制导武器的隐蔽性、机动性和生存能力发生质的变化。利用纳米技术制造的形如蚊子的微型导弹，可以起到神奇的战斗效能。纳米导弹直接受电波�？�，可以神不知鬼不觉地潜入目标内部，其威力足以炸毁敌方火炮、坦克、飞机、指挥部和弹药库。

　　“苍蝇”飞机。这是一种如同苍蝇般大小的袖珍飞行器，可携带各种探测设备，具有信息处理、导航和通信能力。其主要功能是秘密部署到敌方信息系统和武器系统的内部或附近，监视敌方情况。这些纳米飞机可以悬停、飞行，敌方雷达根本发现不了它们。据说它还适应全天候作战，可以从数百千米外将其获得的信息传回己方导弹发射基地，直接引导导弹攻击目标。

　　“蚂蚁士兵”。这是一种通过声波控制的微型机器人。这些机器人比蚂蚁还要小，但具有惊人的破坏力。它们可以通过各种途径钻进敌方武器装备中，长期潜伏下来。一旦启用，这些“纳米士兵”就会各显神通：有的专门破坏敌方电子设备，使其短路、毁坏；有的充当爆破手，用特种炸药引爆目标；有的施放各种化学制剂，使敌方金属变脆、油料凝结或使敌方人员神经麻痹、失去战斗力。

　　此外，还有被人称为“间谍草”或“沙粒坐探”的形形色色的微型战场传感器等纳米武器装备。所有这些纳米武器组配起来，就建成了一支独具一格的“微型军”。据美国国防部专家透露，美国第一批“微型军”将在5年内服役，10年内可大规模部署。

　　与传统武器相比，纳米武器具有完全不同的特点。人们必须对其“刮目相看”，充分认识其对未来战争的影响。

　　首先，纳米武器实现了武器系统超微型化，使目前车载机载的电子战系统浓缩至可单兵携带，隐蔽性更好，安全性更高。

　　其次，纳米武器实现了武器系统高智能化，使武器装备控制系统信息获取速度大大加快，侦察监视精度大大提高。

　　再次，纳米武器实现了武器系统集成化生产，使武器装备成本降低、可靠性提高，同时使武器装备研制、生产周期缩短。

　　因此，纳米武器的出现和使用，将大大改变人们对战争力量对比的看法，使人们重新认识军事领域数量与质量的关系，产生全新的战争理念，使武器装备的研制与生产更加脱离数量规模的限制，进一步向质量智能的方向发展，从而彻底变革未来战争的面貌。未来战场，巨型武器系统和微型武器系统将同时存在，协同作战，大有大的作用，小有小的妙处，作战手段更加机动灵活，战斗格局更加诡谲多变。人们更多看到的将是“蚂蚁啃大象”、“小鬼擒巨魔”、“以小制大”、“以微胜巨”的奇异战争景观。(作者：乐俊淮/中国国防报)


			新闻大观>军事天地>新闻报道神奇的纳米技术与纳米武器 2000年10月16日 08:54 　　一纳米有多��？　　相当一根头发直径的6万分之一　　读过《西游记》的人都会记得孙悟空钻进铁扇公主肚子里的故事。孙悟空�；ぬ粕ノ魈烊【�，路过火焰山，想借铁扇公主的扇子扇灭火焰山的烈火。不料铁扇公主不肯借扇。孙悟空便变成一只小虫钻进铁扇公主的肚子里，大闹五脏六腑，迫使铁扇公主就范。　　如今，随着纳米武器的出现，这种“小虫子”钻进肚皮的神话正逐步成为现实。　　纳米武器，顾名思义，是指这种武器尺寸很小。纳米(1纳米＝10-9米)，这个计量单位在日常生活中很少出现，因为它太小了。拿“大”东西头发比，普通头发就有6万～7万纳米粗；拿小东西原子比，一纳米也就五个原子排列起来的长度。因此，肉眼是根本看不见纳米级的物体的。研究纳米级物质(包括分子、原子、电子)在100皮米(1皮米＝10-12米)～100纳米空间内的运动规律、内在运动特点，并利用这些特性制造特定功能产品(包括纳米武器在内)的高新尖技术，就是现在在科技界耳熟能详的纳米技术。　　科学巨匠爱因斯坦早就预言：“未来科学的发展无非是继续向宏观世界和微观世界进军�！钡比死嗪浜淞伊业胤扇胩�、登上月球、探索火星之际，人类同时也在静悄悄地深入物质内部，并在物质微粒间营造出一个崭新的微观王国。在这神奇奥妙的纳米天地里，一些见所未见、闻所未闻的“精灵”，如分子开关、原子制动器、单个电子晶体管等相继诞生了。　　如此小而又小的微粒怎样加工？　　科学家自有天斧神工　　纳米技术从研究走向实用有3大关键：一是研制纳米材料，二是寻求超精度微加工方法，三是做出微机电系统。　　首先是研制纳米材料：如今高能量纳米材料、纳米隐形材料、纳米磁性材料已有重大突破。某些纳米材料产品已在高技术开发和军事应用领域作出了突出贡献。　　其次是解决超精度微加工方法：所谓加工技术，在一般人的概念里，就是由“大到小”，根据设计要求将材料的多余部分用各种方法去掉制成零部件。这种常规的加工技术一直到加工微米级的零部件都是适用的，无非是随着物体尺寸缩小，精度要求更高、难度更大而已。　　然而当物体尺寸达到纳米级，常规的加工技术就没有了用武之地。怎么办？纳米技术研究者打破常规，进行反向思维，将常规的“由大到小”的加工方法改变为“由小到大”的加工方法，发明了所谓扫描隧道显微镜加工技术。　　扫描隧道显微镜加工技术的具体步骤是：将扫描隧道显微镜极其尖锐的金属探针，向材料表面不断逼近，当距离达到一纳米时，施加适当电压，产生隧道电流，这时探针尖端便吸引材料的一个原子过来，然后将探针移至预定位置，去除电压，使原子从探针上脱落。如此反复进行，最后便按设计要求“堆砌”出各种微型构件。整个过程就如同用砖头盖房子一样。　　再就是制造微机电系统：纳米技术的核心技术是微机电技术。微机电技术并不是通常意义上的简单的系统小型化，它可以说是制造业原理上的彻底变革。因为当每个部件都小到纳米级以后，宏观的参数如体积、重量等都变得微不足道了，而与物体表面相关的因素如表面张力和摩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，同时也非�？煽�。一般纳米器件振动2000万次，也丝毫不会损坏。　　近10多年，微机电技术获得了实质性突破�？蒲Ъ颐浅晒Φ刂瞥隽四擅壮萋�、纳米弹簧、纳米喷嘴、纳米轴承等微型构件，并在此基础上制成了纳米发动机。这种微型发动机的直径只有200微米，一滴油就可以灌满四五十个这种发动机。与此同时，微型传感器、微型执行器等也相继制成。这些基础单元再加上电路、接口，就可以组成完整的微机电系统了。　　纳米技术对科学技术的进步具有划时代的影响。从电子管到晶体管，到集成电路，再到大规模集成电路，微电子技术已发展到了顶点。从这个意义上说，纳米技术将取代微电子技术，引发一场新的技术革命，创造新的奇迹。　　纳米技术应用于军事将有何影响？　　千奇百怪“微型武器”闹沙场　　纳米技术的迅猛发展，特别是微机电系统的初步成功，为军事科技工作者研制纳米武器奠定了物质基础。他们尽情发挥想像力，研制出千奇百怪的战场“精灵”。　　“麻雀”卫星。美国于1995年提出了纳米卫星的概念。这种卫星比麻雀略大，重量不足10千克，各种部件全部用纳米材料制造，采用最先进的微机电一体化集成技术整合，具有可重组性和再生性，成本低，质量好，可靠性强。一枚小型火箭一次就可以发射数百颗纳米卫星。若在太阳同步轨道上等间隔地布置648颗功能不同的纳米卫星，就可以保证在任何时刻对地球上任何一点进行连续监视，即使少数卫星失灵，整个卫星网络的工作也不会受影响。　　“蚊子”导弹。由于纳米器件比半导体器件工作速度快得多，可以大大提高武器控制系统的信息传输、存储和处理能力，可以制造出全新原理的智能化微型导航系统，使制导武器的隐蔽性、机动性和生存能力发生质的变化。利用纳米技术制造的形如蚊子的微型导弹，可以起到神奇的战斗效能。纳米导弹直接受电波�？�，可以神不知鬼不觉地潜入目标内部，其威力足以炸毁敌方火炮、坦克、飞机、指挥部和弹药库。　　“苍蝇”飞机。这是一种如同苍蝇般大小的袖珍飞行器，可携带各种探测设备，具有信息处理、导航和通信能力。其主要功能是秘密部署到敌方信息系统和武器系统的内部或附近，监视敌方情况。这些纳米飞机可以悬停、飞行，敌方雷达根本发现不了它们。据说它还适应全天候作战，可以从数百千米外将其获得的信息传回己方导弹发射基地，直接引导导弹攻击目标。　　“蚂蚁士兵”。这是一种通过声波控制的微型机器人。这些机器人比蚂蚁还要小，但具有惊人的破坏力。它们可以通过各种途径钻进敌方武器装备中，长期潜伏下来。一旦启用，这些“纳米士兵”就会各显神通：有的专门破坏敌方电子设备，使其短路、毁坏；有的充当爆破手，用特种炸药引爆目标；有的施放各种化学制剂，使敌方金属变脆、油料凝结或使敌方人员神经麻痹、失去战斗力。　　此外，还有被人称为“间谍草”或“沙粒坐探”的形形色色的微型战场传感器等纳米武器装备。所有这些纳米武器组配起来，就建成了一支独具一格的“微型军”。据美国国防部专家透露，美国第一批“微型军”将在5年内服役，10年内可大规模部署。　　与传统武器相比，纳米武器具有完全不同的特点。人们必须对其“刮目相看”，充分认识其对未来战争的影响。　　首先，纳米武器实现了武器系统超微型化，使目前车载机载的电子战系统浓缩至可单兵携带，隐蔽性更好，安全性更高。　　其次，纳米武器实现了武器系统高智能化，使武器装备控制系统信息获取速度大大加快，侦察监视精度大大提高。　　再次，纳米武器实现了武器系统集成化生产，使武器装备成本降低、可靠性提高，同时使武器装备研制、生产周期缩短。　　因此，纳米武器的出现和使用，将大大改变人们对战争力量对比的看法，使人们重新认识军事领域数量与质量的关系，产生全新的战争理念，使武器装备的研制与生产更加脱离数量规模的限制，进一步向质量智能的方向发展，从而彻底变革未来战争的面貌。未来战场，巨型武器系统和微型武器系统将同时存在，协同作战，大有大的作用，小有小的妙处，作战手段更加机动灵活，战斗格局更加诡谲多变。人们更多看到的将是“蚂蚁啃大象”、“小鬼擒巨魔”、“以小制大”、“以微胜巨”的奇异战争景观。(作者：乐俊淮/中国国防报) 　　新闻大观>军事天地>新闻报道