納米技術(shù)與軍事

未未來戰(zhàn)爭中的軍事力量，將越來越依賴于一個國家在新武器研發(fā)中科學(xué)技術(shù)的含量。特別是納米技術(shù)的迅猛發(fā)展，為軍事力量全方面發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

由于納米器件的工作速度比現(xiàn)在使用的微米器件要快得多，這就為大幅度提高武器控制系統(tǒng)的信息傳輸、存儲和處理能力提供了可能，也為研發(fā)智能化的微型導(dǎo)航與制導(dǎo)系統(tǒng)和微型飛行器提供了技術(shù)基礎(chǔ)。另一方面，納米材料擁有著比普通材料更*的強(qiáng)度與韌性，因此可以作為防護(hù)材料來保護(hù)士兵與各種軍事設(shè)備的安全。下面就來介紹一種由新型納米材料制成的防彈衣。

新型納米材料

威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的工程師們創(chuàng)造了一種新型納米纖維材料，在防止高速彈丸撞擊方面，其性能優(yōu)于廣泛使用的同類材料（包括鋼板和凱夫拉織物）。

研究人員說：“我們的納米纖維墊表現(xiàn)出的保護(hù)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他材料系統(tǒng)，而且重量更輕。”為了制造這種材料，研究人員將多壁碳納米管（每層只有一個原子厚的碳圓柱體）與 Kevlar 納米纖維混合在一起。由此產(chǎn)生的納米纖維墊在消散速度超過音速的微小彈丸的沖擊力方面表現(xiàn)出色。

這一進(jìn)展為碳納米管在輕質(zhì)、高性能裝甲材料中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，例如，用于防彈背心以更好地保護(hù)佩戴者或用于航天器周圍的防護(hù)罩以減輕高速飛行微碎片造成的損害。

“納米纖維材料對于防護(hù)應(yīng)用非常有吸引力，因?yàn)榕c宏觀纖維相比，納米纖維具有出色的強(qiáng)度、韌性和剛度，”研究人員說：“到目前為止，碳納米管墊的能量吸收效果*好，我們想看看我們是否可以進(jìn)一步提高它們的性能�！�

他們找到了正確的化學(xué)反應(yīng)。該團(tuán)隊(duì)合成了凱夫拉爾納米纖維（凱夫拉纖維，一種芳綸纖維材料產(chǎn)品），并將其中的少量加入到他們的碳納米管墊中，從而在纖維之間形成了氫鍵。這些氫鍵改變了納米纖維之間的相互作用，并且與凱夫拉爾納米纖維和碳納米管的正確混合物一起，導(dǎo)致了整體材料性能的巨大飛躍。

“氫鍵是一種動態(tài)鍵，這意味著它可以不斷地?cái)嗔巡⒃俅沃匦滦纬�，使其能夠通過這個動態(tài)過程耗散大量能量，”研究人員說：“此外，氫鍵為這種相互作用提供了更大的剛度，從而加強(qiáng)和硬化了納米纖維墊。當(dāng)我們通過添加凱夫拉爾納米纖維來改變墊子中的界面相互作用時(shí)，我們能夠在某些情況下實(shí)現(xiàn)近 100% 的能量耗散性能改進(jìn)。”

研究人員在實(shí)驗(yàn)室中使用激光誘導(dǎo)的微粒沖擊測試系統(tǒng)測試了他們的新材料。該系統(tǒng)是美國為數(shù)不多的類似系統(tǒng)之一，它使用激光將微型子彈射入材料樣本中。

“我們的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使得我們實(shí)際上可以在顯微鏡下挑選一顆子彈，并以非�？煽氐姆绞綄⑵渖湎蚰繕�(biāo)，速度非�？煽兀�可以從每秒 100 米一直變化到超過 1 公里每秒，”研究人員說：“這使我們能夠在一個時(shí)間尺度上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，我們可以觀察材料的反應(yīng)——當(dāng)氫鍵相互作用發(fā)生時(shí)�！背�了抗沖擊性外，新型納米纖維材料的另一個優(yōu)點(diǎn)是，與凱夫拉 一樣，它在非常高和非常低的溫度下都很穩(wěn)定，因此可用于各種極端環(huán)境中的應(yīng)用。

納米技術(shù)在軍事中的重要性

在納米技術(shù)快速發(fā)展的現(xiàn)代，世界各主要軍事大國相繼制訂了許多軍用納米技術(shù)開發(fā)計(jì)劃。美國開發(fā)納米技術(shù)的經(jīng)費(fèi)中有一半左右用于國防部系統(tǒng);日本也認(rèn)識到納米技術(shù)在軍事等方面應(yīng)用的巨大潛力，建成了*個納米分子裝配器;歐洲有關(guān)納米技術(shù)的一項(xiàng)軍事研究計(jì)劃已在法國一個實(shí)室開始起步。

由此可見納米技術(shù)在未來軍事方面的重要性，發(fā)展納米技術(shù)也成為當(dāng)下一個重要話題。所以在未來，納米技術(shù)的強(qiáng)弱，也可以側(cè)面反映出一個國家軍事實(shí)力的強(qiáng)弱。

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