纳米技术发展趋势及其在军事领域的影响
2016-12-01刘赫然吉林大学机械科学与工程学院吉林130025
刘赫然(吉林大学机械科学与工程学院,吉林 130025)
纳米技术发展趋势及其在军事领域的影响
刘赫然
(吉林大学机械科学与工程学院,吉林 130025)
快速发展的纳米技术使得人类对物质世界的认识越来越深刻,已成为21世纪人类研发和应用的关键技术之一,受到了世界各国的普遍关注和重视。纳米技术的发展能够满足军事科技变革的需求,提高军队作战性能,对军事领域产生深远影响。
纳米技术;发展趋势;军事领域
纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术,研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。将纳米技术应用于军事领域,会对未来战争局势产生巨大影响,所以,受到了世界各国的高度重视。
1 纳米技术的发展趋势
当前乃至未来一段时间内,纳米技术的研究和应用主要还集中在纳米传感技术、纳米电力技术、纳米电子技术、纳米材料技术、纳米生物技术、纳米制造技术以及纳机电系统等领域。
1.1纳米传感器技术
纳米技术能使物质的导电性和光吸收能力提升数倍,促进传感器性能的优化和升级。通过在单分子上建造传感装置,使得传感技术更加隐蔽和灵敏,探测的范围和侦查能力急剧提升。纳米传感器技术包括对金属纳米粒子、纳米管以及纳米结构机械系统等方面的研究,未来技术攻关的重点还是希望改进传感器的灵敏性、隐蔽性和选择性。
1.2纳米电力技术
纳米技术极大地提升了电池的性能,使得电池性能与数字技术同步,从而实现电池的智能化应用。纳米技术还使得电池材料的选择范围进一步扩大。未来纳米电力技术重点是在电极设计和电池改造上,希望能够不断提升电池性能以及纳机电系统电池装置的供能效率。
1.3纳米电子技术
纳米电子技术是未来信息时代的关键技术之一,通过纳米粒子的量子效应能够设计出纳米量子器件,从而使得集成电路更小更精确。可以说,纳米电子技术实现了信息采集和处理技术的巨大突破,例如利用纳米电子技术能够制成超微磁场探测器,使得信息检测、采集和处理能力更强。未来纳米电子技术主要集中在智能化微机电导航系统的研发和应用上,能够实现微型导弹的更加微型化,并且射程更远、更精确。
1.4纳米材料技术
纳米技术最早应用于材料的研制,通过纳米技术能够实现物质材料无法达成的特性。在军事领域,纳米材料技术能够制作出隐身材料、抗震材料、防弹材料等轻质高效的纳米结构材料。纳米材料技术还能够改进武器装备的作战性能。未来纳米材料技术主要集中在结构与性能的研究以及合成工艺上,不断研发出新型纳米材料,从而制造出作战性能更强的新武器和新装备。
1.5纳米生物技术
纳米生物技术是当前纳米技术工程研究和应用的热点领域。通过研制可以进入人体细胞的纳米机电设备,能够确诊和治疗多种疑难杂症。未来几年,纳米生物技术还将持续在光谱工具、生物分子分拣和传感、药物传输以及可控生物芯片技术等领域进行深入研发,同时加快转化应用的速度。
1.6纳米制造技术
纳米制造技术使得机械变得更小,性能变得更强。纳米制造技术将原子和分子组装起来,能够制造出特定功能的机械产品,所占用的空间更小,对环境的污染更少。当前乃至未来,纳米制造技术的研究重点主要还集中在量子电子器件和纳米组装技术等领域。
1.7纳机电系统技术
纳机电系统是基于纳米级结构新效应的器件系统。纳机电系统的结构尺寸达到了纳米数量级,实现了微观的机电结合,是微型技术发展的重要支撑。纳机电系统的发展能够促进传感器和执行器的集成化、多功能化、智能化发展,未来在军事和民用领域的应用前景都非常广阔。
2 纳米技术发展对军事领域的影响分析
2.1提升了武器装备的作战性能
首先,纳米技术促进了武器装备的小型化、智能化发展。通过纳米技术能够进一步实现武器系统的微型化,并且可以制造出智能化的微机电导航系统,使得武器的智能化控制更强。其次,纳米技术有助于微小型卫星、传感器技术的发展和应用,对战场的感知和信息获取能力、精确打击能力、安全防护能力更高。未来侦察卫星系统和导弹等设备会越来越小,侦查和战斗效能却越来越高。通过纳米技术的传感器能够有效实现战场侦察和视情维修,极大地提高了单兵作战的能力。最后,纳米技术使得武器装备的防护性能得到大幅度提升。使用先进的纳米材料,能够躲避雷达的探测,为武器系统提供强大的隐身功能。目前,纳米微粒材料制作而成的隐身涂层,能够有效吸收雷达波以及光学探测波,从而能够躲避雷达。例如美国研制的无人机就采用了纳米复合材料,使得其具备了很强的隐身性能。
2.2促进未来战争依靠科技制胜
随着纳米技术在军事领域的发展应用,谁占领了军事技术制高点谁就会赢得战争。纳米技术在很大程度会改变未来战争的形态,只有掌握先进的纳米技术,才能使得军队在探测打击能力、多维度侦察以及隐身袭击能力上更强,从而进一步拉大军事科技所造成的国防力量悬殊差距。可以说,纳米技术的发展使得未来战争主要以科技制胜,例如通过先进的纳米技术,能够直接打击敌方指挥系统,通过破坏信息指挥系统来使得敌方陷入混乱,从而迅速解决战斗,减少士兵伤亡。所以我国必须加大纳米技术在军事领域的研发和转化应用,以此来提高国家军事安全防护能力。此外,纳米技术的发展将为未来战争提供新的威慑手段。一个国家在军事领域对先进纳米技术的研发和转化应用效率越高,对于别国的军事威慑能力就越强。在未来战争中,纳米技术的发展可以迅速破坏敌方的武器系统和信息指挥系统,使得敌方的作战能力大幅度降低。纳米技术所拥有的威慑力不是普通的弹药能够具备的,因此,纳米技术的发展会改变未来战争的游戏规则,要想达到取胜目的或者对敌方形成一定的威慑力,就必须抓住纳米技术的发展前沿,提高纳米技术在军事领域的研发和转化应用能力。
总而言之,纳米技术作为21世纪人类的核心技术之一,其发展趋势已成为世界各国关注的焦点。由于纳米技术对于军事领域的影响巨大,在未来随着纳米技术的发展应用,武器装备的作战性能越来越强,战争力量对比将主要体现在科技上,因此,我国必须高度关注纳米技术的发展趋势及其在军事领域的影响,加大纳米技术在军事领域的研发和应用力度,做好迎接世界新军事变革挑战的准备。
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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.248