纳米武器与微型战争

纳米武器与微型战争专题之一21世纪的第一个神话1、战争进入“小吃大”的时代纳米技术是我们进入21世纪的第一个神话，近些年来得到了飞速发展，战争进入“小吃大”的时代。美国研制的纳米隐身技术“超黑粉”，对雷达波的吸收频率达100%，这必将促进隐身技术的新发展。在日本，丰田公司组装了一辆米粒大小运转自如的汽车。德国科学家制成了一架直升机，它只有黄蜂大小却能升空飞行；美国研制的微型发动机小的惊人，5立方厘米的空间里能装下1000台，利用这种微型发动机制造的机器人“医生”可进入人体直肠……美国波士顿大学的化学家花了四年的时间制造出世界上最小的马达，该分子马达由78个原子构成。也许你根本想不到，坐在你对面那个谈笑风生的人，他的血管里却奔腾着成千上万个微型机器人。这一系列成果向人们显示，纳米技术的发展不但会开创一个科学技术新时代，还将会对社会各领域引发重大变革。纳米武器已不仅仅停留在未来学家的推想里各国都在倾力打造。目前，世界上正在研制中的纳米武器主要有：微型间谍飞行器；袖珍遥控飞机；间谍草；高性能敌我识别器；有毒化学战剂报警传感器；纳米卫星；微机器人电子失能系统；蚂蚁雄兵等。微型间谍飞行器该飞行器只有15厘米长，能持续飞行1小时以上，它既可在建筑物中飞行，也可附在建筑物或设备上进行侦察，收集情报信息，它将成为对敌封闭设施进行侦察和军事对抗的理想工具。袖珍遥控飞机是一种不足扑克牌大小的遥控飞机装置，机上装有感应器，可在夜间拍摄红外照片，把最新情报传回数百米外的基地，或把敌军坐标传回导弹发射阵地。间谍草实际上是一种分布式战场微型传感网络，外形看似小草，装有敏感的电子侦察器、照相机和感应器，它具有人的“视力”，可探测出坦克等装甲车辆行进时产生的震动和声音，再将情报传回指挥部。高性能敌我识别器是将微机电系统制作的微型敌我识别器散布于整个飞机蒙皮上或车辆的外表面，能够以较低的功率自动对信号作出回答，识别敌我。有毒化学战剂报警传感器是在特定的微机电系统上加块计算机芯片（售价约20美元），就可以构成袖珍式质谱仪，用来在化学战环境中检测气体。而目前使用的质谱仪，不仅每台的售价为1700美元，而且重达68美元。纳米卫星其实质是一种分布式的卫星结构体系，或布设成局部星团，或布设成分布式星座，这种分布式体系与集中式体系相比，可避免单个航天器失灵后带来的危害，提高航天系统的生存力和灵活性。与纳米信息系统相比，纳米攻击系统具有更直接的破坏力和杀伤力，因为它是运用纳米技术制造的微型智能攻击武器，欧美及日本等国在这方面已有诸多建树：微机器人电子失能系统。它能“感觉”地方电子系统的位置，并进而渗入系统实施攻击，使之丧失功能。昆虫平台。即可操纵它们飞向敌方目标搜索情报，也可以利用它们使目标丧失功能或杀伤士兵。蚂蚁雄兵。它可神不知鬼不觉地潜入敌军司令部，或搜索情报，或用药炸毁电脑网络或通信线路。机器虫。它们会爬行、跳跃或飞行，既可以干排除地雷等危险工作，也可到千里之外去搜集信息。可以想象，当这些纳米“微型军”开始广泛应用于战争中时，那些称雄一时令人生畏的重装武器系统很可能会被“微型军”所取代，或败在它们的手下。这些并非痴人说梦，在21世纪的战场上，或许真的会出现一种“大鱼吃小鱼”、“小妖擒巨魔”的奇观。纳米武器在军事上主要的应用方面一是通过先进的纳米电子设备取得持续的信息优势。二是研制以纳米结构电子设备为基础、技术上更先进，经济承受性更好的虚拟训练系统。三是研制性能更好的自动化武器装备或设备，以补偿兵力的减少，减小作战人员实际面临的风险。例如，通过减轻重量可以增大无人驾驶战斗机的作战距离，改善战机的灵活性，提高作战效能。四是在达到军事平台所需的高性能（重量更轻，强度更大）的同时，减少故障率，降低全寿命费用。五是改进核、生、化侦测技术，解决伤员救护方面的急迫问题。六是改善核不扩散条约的监督和管理。七是研制核防御控制系统所需的混合式纳米和微机械装置。一、改善武器装备的隐身性能目前美国研究的第4代吸波材料“超黑粉”，对雷达波的吸收率可达99%，分析认为这一材料最有可能就是纳米材料。纳米微粒在较宽的频谱范围内具有良好的吸波性，尤其是纳米固体对红外波有良好的吸收性，可望用来制造雷达和红外波兼容的宽谱段复合隐身材料，使隐身技术能从单一波段向实用型宽谱段隐身的方向发展。几十纳米厚的纳米材料就可达到现有隐身涂层几十微米厚的吸波效果，大幅度减轻了现有吸波材料的重量。二、纳米磁性功能材料增强信息存储与获取能力纳米磁性功能材料可以大大改善复杂战场环境下电、磁、声、光、热等各种信息的获取、传输、处理、存储和显示的能力，为武器平台的电子系统、综合电子信息系统提供更强的能力。纳米磁性功能材料在未来的武器系统中将有广泛应用。例如磁记录密度比现有磁记录材料提高20倍，还可得到高信噪比，使军用计算机磁盘存储能力提高数十倍。纳米软磁材料可用于抗电磁干扰器，在军用通信网、卫星接收和C31系统上得到重要应用。三、纳米颗粒能提高推进剂和炸药的燃烧效率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。发展纳米技术将是国防科技与武器装备保持长远、持续发展，实现跨越式发展的一次新的机遇。纳米战斗服：能让子弹拐个弯随着纳米技术的应用，未来的纳米战斗服就能防毒又避弹。不怕生化武器。美国马萨诸塞州内蒂克军事基地的科学家塔西纳里，研究目标是有一天为士兵提供一种能够防止各种伤害的智能战斗服。塔西纳里介绍说，为了提高士兵在各种环境下的生存能力，他们目前正在研制新一代的战斗服。即通过运用纳米技术，他们改变了原子和分子的排列，从而使纤维具有化学防护特性。晶格纳米技术处理的纤维在让清新的空气通过的同时，可以将生化武器释放的毒素挡在身体之外。轻松避开子弹。美国科学家运用纳米技术研制智能战斗服已经有10个年头。他们除了希望战斗服的面料具有化学防护功能外，还设想在战斗服内安装微型计算机和高灵敏度的传感器。这样，士兵将及时地得到警报，轻松避开射来的子弹。吸收气味长期不用洗。科学家们还设想到士兵有可能在野外生活很长一段时间，清洗衣物会有困难，于是他们正在研究一种能够捕捉气味的纤维。这种纤维具有分子大小的海绵体，可以吸收各种怪气味并把它们“锁住”，直至遇到肥皂水，再将怪气味释放。士兵的袜子、内衣等如果用这种纤维制造，将长时间不用清洗，这无疑会大大改善野战士兵的生活条件。纳米作战服：随身防弹又疗伤2002年美国军方宣布将资助麻省理工学院5000万美元用以研制能够防化学武器和提供治疗的纳米科技作战服。双方签了一份为期5年的合同。根据这份合同，麻省理工学院将建立一个士兵纳米技术研究所。该所150多人的研究队伍中不仅包括35名美国麻省理工学院的教授，而且还有来自军队、杜邦公司等的专家和医学与创新科技联合中心的医生。士兵纳米技术研究所研究工作的重点是制服和单兵装备，包括先进材料。纳米新材料与传统材料明显不同，不仅很轻，而且拥有革命性的品质，麻省理工学院的研究所将其比喻为士兵的“外骨骼”。他们计划研制一种柔软而且能够隐身的布料，在士兵受伤时能够变硬成为石膏，在战斗中则可以充当搏击拳套。研究者们还希望能够研制出一种能够防弹的分子锁子甲。稀奇古怪的微型地雷随着科学技术的发展和大量运用于军事，地雷这一类看起来土里土气的武器，也发生了根本性的变化。在未来高科技战场上，将会出现许许多多稀奇古怪的新型袖珍地雷，令人防不胜防。那时，恐怕一片小小的树叶，就可以致人于死地。目前研制的微型袖珍地雷主要有以下几种：（1）树叶雷。当一支小侦察分队悄悄地摸向敌方阵地时，他们似乎一点也不在意脚下的那几片小树叶，不料，脚一踩上去就爆炸了。原来这是一种形如树叶轻如羽毛的树叶雷，仅重50至70克，内装30至50克高能炸药，专门布散在杂草、灌木丛里，很难发现。该雷由雷壳、装药、摩擦片三部分组成。雷壳分为双层布袋，有方形和扇形两种，分绿、黄、白三种颜色。其装药成分为50%的黑索今、10%氯酸钾、10%的铝铅粉、30%的玻璃碴。摩擦片为多层纸压而成，能起增大摩擦的作用。当人踩踏雷体时，由于玻璃碴与氯酸钾、黑索金的相互摩擦而起爆。（2）蝙蝠雷。该雷外表很像蝙蝠，呈深绿色或棕黄色。雷壳用塑料制作。中间位引信室，一侧为炸药腔，另一侧为雷翼。炸药腔内装6毫升液体炸药，引信室与炸药腔之间有一小孔相通。雷上配用液压机械引信。这种引信很精巧，别具特点。当它处于安全状态时，其钢珠被钢珠限制圈阻止，不能外移，卡住击针，不能击发。钢珠限制圈的下端顶在击针筒的空盘上，不能下移，上面被保险卡挡住，由于保险卡限制圈的作用，使保险卡的向内伸出部插在击针筒的保险卡槽内，当炸药腔上受到大雨98牛（10千克力）的挤压力时，炸药被挤压向引信（一种引爆装置）腔流动，迫使引信的中管上移，移至一定高度是，随它一起上移的保险卡限制圈的下端离开保险卡，保险卡因自身弹力突然张开，端头伸出部离开保险卡槽，引信室完全转入待发状态。此时，引信中管刚好与雷管套筒下端的橡胶垫圈接触。引信中管因受炸药的挤压作用而继续上移，通过雷管套筒使钢珠限制圈也随之上移，当钢珠限制圈上移至不能限制钢珠时，击针在击针簧作用下推开钢珠，击发雷管，使地雷起爆，可炸伤人的脚部。（3）子弹雷英军研制的一种子弹雷，其战斗部就是一颗子弹，形如铁钉。设置时，弹头朝上，往地上一插，微露地面就行了。人脚一踏上去，弹头便射出，能击穿脚掌。越军也装备了一种子弹雷，俗称子弹击脚器，这种雷不包括子弹全重160克，配用压发引信，当雷上达到98至294牛的压力时便起爆，射出子弹。子弹射出后，还能再装弹使用。子弹雷结构简单，设置容易，便于伪装。常布设在小径、田埂、堤坝上，并多与竹签桩、防步兵陷阱等障碍物混合设备。（4）突击队员雷其形状甚似圆形鞋油盒，全重110克，内装10克钝化黑索金炸药，可炸伤人体下肢。这种雷的最大特点是有一个专门的安全装置，设有3道保险机构，不仅从空中布散落地时不会爆炸，而且可将布设过的地雷回收再用，其原因是雷内装有一个钟表式延期装置。该雷多与反坦克地雷混合布散，以增大敌人开辟通道的困难。（5）智能雷随着科技的日新月异，近年来还出现了能自动寻找目标的智能型地雷。如德国制造的”帕姆“雷采用激光传感器、自动计算器等先进器件，埋伏在坦克必经通道，可测出40米外的装甲目标，控制地雷转动360度，实行自动瞄准并将其摧毁。美国试验的”海卡什“飞雷还装有火箭助推装置，可在空中飞行中自动搜索、识别和攻击各种地面目标。未来敌后战场的“昆虫”特工（1）“机器苍蝇”这是一种像苍蝇那么大的微型机器人，可携带各种探测设备。它具有信息处理、导航和通信能力，并能在一定的范围内机动---飞行、爬行、跳跃等。这种卫星装置能够从各种平台上发射出来，飞机以及火炮和步枪弹药均可投放，也可人工放置。其主要功能是在各种情况下，秘密部署到敌人信息系统或武器系统的附近，对敌人实施监视。这些“苍蝇”可悬停，爬行、滚动，进入建筑物或扶着在建筑物窗户外面。苍蝇们一旦到达指定位置，就立刻开始“听”、“看”、“嗅”，并把探测到的数据传送到系统控制者的手里。（2）“蜇人的黄蜂”上述苍蝇机器人经过一定的改装，让其携带上某种极小弹头之后，就成了一种具有一定攻击能力的“黄蜂机器人”。这种待有关“毒刺”的“黄蜂”能轻易地使敌人的信息系统、武器系统失效，使敌军丧失机动能力，有的还可以通过插口咱进敌人的计算机，破坏其电子电路，使整个计算机网瘫痪。由于他们不像计算机病毒武器仅仅攻击计算机的软件，而是直接攻击计算机硬件，因而能对计算机系统造成严重的危害。（3）蚂蚁炸弹这是一种只有一般蚂蚁大小，但具有可观破坏力的“机器蚂蚁”。它的背部装有一枚微型太阳能电池板，为“蚂蚁”腿提供行走动力。它身上既可装上搜集情报的微型感应器，自行在地方街区漫游，或钻入敌军指挥部刺探军情，也可装上实施攻击的微型高效炸药，神不知