纳米 造个战士像蚂蚁
　2001-03-14 15:53:23

　　
　　■一根头发有6万到7万纳米粗，一滴油可以灌满四十到五十个纳米发动机

　　■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。”

　　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。孙悟空保唐僧去西天取经，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子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，这种神话正成为现实。

　　■1纳米等于5个原子排在一起

　　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6万到7万纳米粗，拿小东西———原子比，1纳米也就是5个原子排列起来的长度。因此，肉眼是根本看不见纳米级尺寸的物体的。

　　1982年扫描隧道显微镜发明后，便诞生了一门以0．1至100纳米长度为研究对象的前沿科学，这就是纳米科技。纳米技术其实就是一种用单个原子、分子搭造物质的技术。

　　■微型军将开始服役

　　当所有的东西都足够小、技术也能驾御这些小东西的时候，军事科学家们开始尽情想象，研制出千奇百怪的战场“小精灵”。

　　“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公斤，各种部件全部用纳米材料制造。一枚小型火箭就可以发射数百颗 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　纳米器件比半导体器件工作速度快得多，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，利用技术制造的形如蚊子的纳米型导弹，可以起到神奇的战斗效能，纳米导弹直接受电波遥控，可以神不知鬼不觉的潜入目标内部，其威力足以炸毁敌方火炮、坦克、飞机、指挥部和弹药库。

　　“针尖”炸弹　最近，美国密歇根大学生物纳米技术中心的一群科学家到犹他州的美国陆军达格维试验场去了一趟。他们此行的目的是展示“纳米炸弹”的威力。事实上，这种炸弹不会“轰”地一声爆炸。它们是一些分子大小的小液滴，其大小只有针尖的l／5000，作用是炸毁危害人类的各种微小“敌人”，其中包括含有致命生化武器炭疽的孢子。在测试中，这些纳米炸弹获得了100％的成功率。不仅美国军方对纳米炸弹十分感兴趣，在民用方面，这些装置也有着惊人的应用潜力。比如，只需调整这些炸弹中豆油、溶剂、清洁剂和水的比例，研究人员就能使它们具有杀灭流感病毒和疤疹的能力。据说，密歇根大学的这个研究小组正在制造更聪明的新型纳米炸弹，这些针对性极强的炸弹能够在大肠杆菌、沙门氏菌或者李氏杆菌进入肠道之前攻击它们。

　　“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、导航和通讯能力。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，监视地方情况。这些纳米飞机可以旋停、低飞、高飞，敌方雷达根本发现不了它们。据说它还适应全天候作战，可以从数百公里外，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纳米型机器人，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：有的专门破坏地方电子设备，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五年内服役，十年内可大规模部署。


　　与传统武器相比，纳米武器具有截然不同的特点。首先，纳米武器实现了武器系统高智能化，现在还需要用车辆、飞机装运的电子战系统到时候就可以让少数士兵携带，隐蔽性更好、安全性更高。其次，纳米武器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，纳米武器使武器装备成本降低、可靠性提高。

　　■纳米技术的三大关键

　　纳米材料　纳米材料具有与传统材料明显不同的一些特征。例如，纳米铁材料的断裂应力比一般铁材料高12倍；气体通过纳米材料的扩散速度比通过一般材料的扩散速度快几千倍；纳米材料的铜比普通的铜坚固5倍，而且硬度随颗粒尺寸的减小而增大。

　　超精度纳米加工方法　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？纳米技术研究者采用了盖房子的方法。

　　将扫描隧道显微镜的极其尖锐的金属探针，向材料表面不断逼近，当距离达到 1纳米时，施加适当电压产生电流，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，原子会从探针上脱落。如此反复进行，最后便按设计要求堆砌出各种微型构件，整个过程就像是用砖头盖房子一样。

　　纳米机电系统　纳米技术的核心是纳米机电技术。纳米机电技术并不是把所有的东西都做小那么简单。新的物理特性使纳米器件非常坚固耐用，同时非常可靠。一般纳米器件振动2000万次，也丝毫不会损坏。

　　近10多年来，科学家们成功地制出了纳米齿轮、纳米弹簧、纳米喷嘴、纳米轴承等微型零件，并且发明了纳米发动机，它的直径只有200微米，一滴油可以灌满四五十个这种发动机。而且，纳米级的传感器、纳米级执行器也相继制成。如果加上电路和出口，就能组成完整的纳米机电系统了。

　　文／乐俊淮

　　（感谢《大众机械师》杂志资料提供）

　　（《北京青年报》２００１－０１－０８）