纳米武器的概念

第一节　纳米武器的概念

纳米武器，顾名思义，是指这种武器尺寸很小。纳米，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6万～7万纳米粗;拿小东西原子比，1纳米也就五个原子排列起来的长度。因此，肉眼是根本看不见纳米级的物体的。研究纳米级物质(包括分子、原子、电子)在100皮米(1皮米=10～12米)～100纳米空间内的运动规律、内在运动特点，并利用这些特性制造特定功能产品(包括纳米武器在内)的高新尖端技术，就是现在在科技界耳熟能详的纳米技术。

纳米材料

科学巨匠爱因斯坦早就预言;“未来科学的发展无非是继续向宏观世界和微观世界进军。”当人类轰轰烈烈地飞入太空、登上月球、探索火星之际，人类同时也在静悄悄地深入物质内部，并在物质微粒间营造出一个崭新的微观王国。在这神奇奥妙的纳米天地里，一些见所未见、闻所未闻的“精灵”，如分子开关、原子制动器、单个电子晶体管等相继诞生了。

纳米技术从研究走向实用有3大关键:一是研制纳米材料，二是寻求纳米材料超精度强加工方法，三是做出微机电系统。

首先是研制纳米材料。如今高能量纳米材料、纳米隐形材料、纳米磁性材料已有重大突破。某些纳米材料产品已在高技术开发和军事应用领域作出了突出贡献。

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英国科学家研制的微型机器苍蝇

其次是解决超精度微加工方法。所谓加工技术，在一般人的概念里，就是“由大到小”，根据设计要求将材料的多余部分用各种方法去掉制成零部件。这种常规的加工技术一直到加工微米级的零部件都是适用的，无非是随着物体尺寸缩小，精度要求更高、难度更大而已。然而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?纳米技术研究者打破常规，进行反向思维，将常规的“由大到小”的加工方法改变为“由小到大”的加工方法，发明了所谓扫描隧道显微镜加工技术。扫描隧道显微镜加工技术的具体步骤是:将扫描隧道显微镜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，产生隧道电流，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，使原子从探针上脱落。如此反复进行，最后便按设计要求“堆砌”出各种微型构件。整个过程就如同用砖头盖房子一样。

再就是制造微机电系统:纳米技术的核心技术是微机电技术。微机电技术并不是通常意义上的简单的系统小型化，它可以说是制造业原理上的彻底变革。因为当每个部件都小到纳米级以后，宏观的参数如体积、重量等都变得微不足道了，而与物体表面相关的因素如表面张力和摩擦力就显得至关重要了。新的物理特性使纳米器件非常坚固耐用，同时也非常可靠。一般纳米器件振动2000万次，也丝毫不会损坏。近10多年，微机电技术获得了实质性突破。科学家们成功地制出了纳米齿轮、纳米弹簧、纳米喷嘴、纳米轴承等微型构件，并在此基础上制成了纳米发动机。这种微型发动机的直径只有200微米，一滴油就可以灌满四五十个这种发动机。与此同时，微型传感器、微型执行器等也相继制成。这些基础单元再加上电路、接口，就可以组成完整的微机电系统了。

英国科学家研制的微型机器蚊子

纳米技术对科学技术的进步具有划时代的影响。从电子管到晶体管，到集成电路，再到大规模集成电路，微电子技术已发展到了顶点。从这个意义上说，纳米技术将取代微电子技术，引发一场新的技术革命，创造新的奇迹。