纳米技术在军事上的应用论文 篇一
《纳米材料在军事领域中的应用》
摘要：随着社会的发展与进步，人们对新材料性能与功能的要求越来越高。纳米材料作为一中新兴的材料由于纳米材料所具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子效应，因而具有与非纳米材料完全不同的性质。目前来说，纳米材料有着非常广泛的应用，如生物材料，服装，石墨烯等，并在这些方面发挥着极其重要的作用。本文从纳米材料在军事领域中的应用入手，详细概述了几种类型的纳米武器等。
关键词：纳米技术；量子技术；隐身材料；红外屏蔽；电磁屏蔽
纳米技术和其他所有技术一样，将在未来战争中发挥着不可估量的作用。例如：纳米机器人、纳米飞机、蚊子导弹等许多无人化设备将在侦察预警、指挥控制和精确打击等方面发挥着越来越重要的作用；纳米卫星组成的卫星监视网，可以实时观察到地球上的每一个角落，使战争变得更加透明；纳米隐身技术可以最大限度地隐藏自己，同时千方百计地寻找和发现敌人，起到武器装备隐身的目的，如用做隐形飞机涂料的纳米ZnO对雷达电磁波具有很强的吸收能力。
纳米武器与传统武器的不同，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。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。
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。纳米技术可以把现代作战飞机上的全部电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。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。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”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。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。以隐身材料为例。
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，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。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。
目前国内外研究的纳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。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。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。
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。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。(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。
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。
参考文献：
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纳米技术在军事上的应用论文 篇二
《纳米技术应用于军事领域产生的效应及其对未来战争的影响》
摘 要：蓬勃发展的纳米技术使人类对物质世界有了更为深入的认识，纳米技术的应用越来越受到人们的重视，军事领域也不例外。纳米技术应用于军事领域的诸多方面，有效地提高了军队作战效能，同时也带有一定的风险，对未来战争将产生深远影响。
关键词：纳米技术；军事领域；效应；影响
当物质的尺寸小到0.1～100纳米时，物质属性会发生很大变化。如铜块被加工成纳米尺度的粉末，而后再压成块状，其导热速度是自然铜块的数倍；很多物质被加工到纳米尺度后，其导电性和光吸收能力提高数倍等等。研究这些现象的技术被称为纳米技术[1]。先进的技术总是最先应用于军事领域，纳米技术也是如此。当这种技术刚刚兴起时，世界各主要军事大国便相继制定了繁多的军用纳米技术项目。他们认为，在未来的战争中，纳米技术将极大地改善战场侦察和战场指挥手段，并加速武器装备小型化、信息化和一体化进程，甚至改变未来战争的模式[2]。
1 纳米技术在军事领域应用所产生的积极作用
纳米技术在军事领域应用，将有效地提升指挥系统的性能、改进侦察技术手段、增强武器装备的作战效能和降低士兵伤亡率[3-4]。
1.1 提升指挥系统的性能
高性能的计算机是军队指挥系统中不可或缺的硬件设施。采用纳米技术制造的电子器件，具有更高效的信息接收、处理和发送能力，且其并行能力强。以此作为核心的计算机，在处理大量信息的同时能够保证指令安全、准确、迅捷地发送到作战人员计算机中。
1.2 改进侦察技术手段
纳米技术可用于制造微型卫星和纳米卫星。微型卫星、纳米卫星易发射，体积小、重量轻，生存能力强且研发费用低。多星组成卫星网，即可实现对地球表面的覆盖。它还可用于制造微型侦察设备获取战场信息。与普通武器相比，纳米技术制造的武器更具有穿透性和伪装性。另一方面纳米技术使得对目标的监控更快、更具有选择性[5]。
1.3 增强武器装备的作战效能
1.3.1 提高武器装备的防护性能和攻击性能
纳米陶瓷耐冲击且具有很高的韧性，可用于制造军用车辆的发动机和对抗冲击性要求高的枪炮衬管；纳米微粒可以有效地吸收电磁波和红外波，可用于制造雷达波和红外波兼容的隐形材料，使武器装备的隐身性能更佳[6]。一些纳米微粒如镍纳米微粒可以制成催化剂，使弹药的燃烧效率提高数倍，提高了导弹等的飞行速度和贯穿能力；利用纳米技术可以对石油燃烧和炸药爆炸进行精确控制，可应用于小规模定量定向爆破[7]。
1.3.2 促进武器装备的小型化
随着纳米技术的发展，量子器件越来越多地取代大规模集成电路，复杂的电子系统完全可以集成在一块芯片上，成倍地缩小武器装备的重量和功耗[9]，使目前需车载的电子战系统缩小到可由单兵携带使用。随着科技的进步，“麻雀”卫星、“米粒”炸弹、“小草”探测器等等，都将慢慢成为现实。
1.3.3 提升武器装备的智能化
利用纳米技术可以制造出微型的电脑和感应器，更好地感应、识别并做出反应。利用纳米技术制造的轮胎，能够随时进行表面感应并自动调整压力利于行军；利用纳米材料制造潜艇的蒙皮，可以灵敏地感受水流、水温、水压等细微的变化，还能根据水波的变化提前察觉来袭的鱼雷，使潜艇及时做规避机动[7]。
1.4 减少士兵伤亡
士兵的伤亡数量是一场战争成败的主要标准之一，降低有生力量伤亡率一直是各国军界追求的目标。纳米技术的运用，无疑会起到重要作用。一方面，随着纳米技术的大量运用，机器人越来越多地投入战斗，人类士兵参战少，伤亡率必然会降低。
另一方面，纳米材料的运用能够为战场上的士兵提供更好的保护。如：用碳纳米管制成的盔甲轻巧坚固，可以减少轰炸和轻武器攻击给士兵造成的伤害；一些纳米氧化物还有抑制红外辐射等数种功能，做成的制服对人体释放的中红外频段红外线有屏蔽作用，更有利于隐藏自身[8-9]。纳米复合抗菌材料具有耐水、耐酸碱、耐洗涤、光照不老化、广谱抗菌等特点，用于医用纺织品中，可以减少野战士兵的交叉感染和病菌传播，减少战斗人员伤亡率[10]。
2 纳米技术应用于军事领域对未来战争产生的深远影响[4]
纳米技术会在一定程度上改变未来战争的形态，对未来战争产生深远影响。
2.1 探测打击能力增强，未来战争将更具突然性。纳米侦察设备将从多维空间对地展开全方位、多层次的侦察，其更先进的侦察技术和更多样的侦察手段，使侦察预警能力得到极大的提高。纳米超微颗粒的吸波性能，为兵器的隐身提供了技术支持[11-12];超微型和智能化的明显优势也增加了攻防兵器的隐蔽性。透明的战场加上高超的隐身术和隐蔽性，必将使战争更具突然性。
2.2 先进技术应用较多，打击目标为敌方指挥系统。未来战争中，打击目标更多地转向信息系统。直接打击敌方的指挥系统，使敌方部队在战场上群龙无首寸步难行。
2.3 未来战争进行迅速，消耗将大幅减少。一方面，纳米武器所用资源较少，成本相对低廉；另一方面，纳米战争透明度高，战争寻求以快制胜和以科技制胜，不会进行到类似二战的规模，消耗将大幅减少。
3 结束语
随着纳米技术的不断发展和完善，在军事领域必将出现更多更先进的应用，不可避免地影响着军事斗争准备和战争形态。我们期待着更好地掌握这门技术，为保家卫国贡献一份力量！
参考文献
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