一納米有多小？

　　相當(dāng)一根頭發(fā)直徑的6萬分之一

　　讀過《西游記》的人都會(huì)記得孫悟空鉆進(jìn)鐵扇公主肚子里的故事。孫悟空保護(hù)唐僧去西天取經(jīng)，路過火焰山，想借鐵扇公主的扇子扇滅火焰山的烈火。不料鐵扇公主不肯借扇。孫悟空便變成一只小蟲鉆進(jìn)鐵扇公主的肚子里，大鬧五臟六腑，迫使鐵扇公主就范。

　　如今，隨著納米武器的出現(xiàn)，這種“小蟲子”鉆進(jìn)肚皮的神話正逐步成為現(xiàn)實(shí)。

　　納米武器，顧名思義，是指這種武器尺寸很小。納米(1納米＝10-9米)，這個(gè)計(jì)量單位在日常生活中很少出現(xiàn)，因?yàn)樗�太小了。拿“大”東西頭發(fā)比，普通頭發(fā)就有6萬～7萬納米粗；拿小東西原子比，一納米也就五個(gè)原子排列起來的長(zhǎng)度。因此，肉眼是根本看不見納米級(jí)的物體的。研究納米級(jí)物質(zhì)(包括分子、原子、電子)在100皮米(1皮米＝10-12米)～100納米空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、內(nèi)在運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，并利用這些特性制造特定功能產(chǎn)品(包括納米武器在內(nèi))的高新尖技術(shù)，就是現(xiàn)在在科技界耳熟能詳?shù)募{米技術(shù)。

　　科學(xué)巨匠愛因斯坦早就預(yù)言：“未來科學(xué)的發(fā)展無非是繼續(xù)向宏觀世界和微觀世界進(jìn)軍�！碑�(dāng)人類轟轟烈烈地飛入太空、登上月球、探索火星之際，人類同時(shí)也在靜悄悄地深入物質(zhì)內(nèi)部，并在物質(zhì)微粒間營(yíng)造出一個(gè)嶄新的微觀王國(guó)。在這神奇奧妙的納米天地里，一些見所未見、聞所未聞的“精靈”，如分子開關(guān)、原子制動(dòng)器、單個(gè)電子晶體管等相繼誕生了。

　　如此小而又小的微粒怎樣加工？

　　科學(xué)家自有天斧神工

　　納米技術(shù)從研究走向?qū)嵱糜?大關(guān)鍵：一是研制納米材料，二是尋求超精度微加工方法，三是做出微機(jī)電系統(tǒng)。

　　首先是研制納米材料：如今高能量納米材料、納米隱形材料、納米磁性材料已有重大突破。某些納米材料產(chǎn)品已在高技術(shù)開發(fā)和軍事應(yīng)用領(lǐng)域作出了突出貢獻(xiàn)。

　　其次是解決超精度微加工方法：所謂加工技術(shù)，在一般人的概念里，就是由“大到小”，根據(jù)設(shè)計(jì)要求將材料的多余部分用各種方法去掉制成零部件。這種常規(guī)的加工技術(shù)一直到加工微米級(jí)的零部件都是適用的，無非是隨著物體尺寸縮小，精度要求更高、難度更大而已。

　　然而當(dāng)物體尺寸達(dá)到納米級(jí)，常規(guī)的加工技術(shù)就沒有了用武之地。怎么辦？納米技術(shù)研究者打破常規(guī)，進(jìn)行反向思維，將常規(guī)的“由大到小”的加工方法改變?yōu)椤坝尚〉酱蟆钡募庸し椒�，發(fā)明了所謂掃描隧道顯微鏡加工技術(shù)。

　　掃描隧道顯微鏡加工技術(shù)的具體步驟是：將掃描隧道顯微鏡極其尖銳的金屬探針，向材料表面不斷逼近，當(dāng)距離達(dá)到一納米時(shí)，施加適當(dāng)電壓，產(chǎn)生隧道電流，這時(shí)探針尖端便吸引材料的一個(gè)原子過來，然后將探針移至預(yù)定位置，去除電壓，使原子從探針上脫落。如此反復(fù)進(jìn)行，最后便按設(shè)計(jì)要求“堆砌”出各種微型構(gòu)件。整個(gè)過程就如同用磚頭蓋房子一樣。

　　再就是制造微機(jī)電系統(tǒng)：納米技術(shù)的核心技術(shù)是微機(jī)電技術(shù)。微機(jī)電技術(shù)并不是通常意義上的簡(jiǎn)單的系統(tǒng)小型化，它可以說是制造業(yè)原理上的徹底變革。因?yàn)楫?dāng)每個(gè)部件都小到納米級(jí)以后，宏觀的參數(shù)如體積、重量等都變得微不足道了，而與物體表面相關(guān)的因素如表面張力和摩擦力就顯得至關(guān)重要了。新的物理特性使納米器件非常堅(jiān)固耐用，同時(shí)也非�？煽�。一般納米器件振動(dòng)2000萬次，也絲毫不會(huì)損壞。

　　近10多年，微機(jī)電技術(shù)獲得了實(shí)質(zhì)性突破�？茖W(xué)家們成功地制出了納米齒輪、納米彈簧、納米噴嘴、納米軸承等微型構(gòu)件，并在此基礎(chǔ)上制成了納米發(fā)動(dòng)機(jī)。這種微型發(fā)動(dòng)機(jī)的直徑只有200微米，一滴油就可以灌滿四五十個(gè)這種發(fā)動(dòng)機(jī)。與此同時(shí)，微型傳感器、微型執(zhí)行器等也相繼制成。這些基礎(chǔ)單元再加上電路、接口，就可以組成完整的微機(jī)電系統(tǒng)了。

　　納米技術(shù)對(duì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步具有劃時(shí)代的影響。從電子管到晶體管，到集成電路，再到大規(guī)模集成電路，微電子技術(shù)已發(fā)展到了頂點(diǎn)。從這個(gè)意義上說，納米技術(shù)將取代微電子技術(shù)，引發(fā)一場(chǎng)新的技術(shù)革命，創(chuàng)造新的奇跡。

　　納米技術(shù)應(yīng)用于軍事將有何影響？

　　千奇百怪“微型武器”鬧沙場(chǎng)

　　納米技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是微機(jī)電系統(tǒng)的初步成功，為軍事科技工作者研制納米武器奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。他們盡情發(fā)揮想像力，研制出千奇百怪的戰(zhàn)場(chǎng)“精靈”。

　　“麻雀”衛(wèi)星。美國(guó)于1995年提出了納米衛(wèi)星的概念。這種衛(wèi)星比麻雀略大，重量不足10千克，各種部件全部用納米材料制造，采用最先進(jìn)的微機(jī)電一體化集成技術(shù)整合，具有可重組性和再生性，成本低，質(zhì)量好，可靠性強(qiáng)。一枚小型火箭一次就可以發(fā)射數(shù)百顆納米衛(wèi)星。若在太陽同步軌道上等間隔地布置648顆功能不同的納米衛(wèi)星，就可以保證在任何時(shí)刻對(duì)地球上任何一點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視，即使少數(shù)衛(wèi)星失靈，整個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的工作也不會(huì)受影響。

　　“蚊子”導(dǎo)彈。由于納米器件比半導(dǎo)體器件工作速度快得多，可以大大提高武器控制系統(tǒng)的信息傳輸、存儲(chǔ)和處理能力，可以制造出全新原理的智能化微型導(dǎo)航系統(tǒng)，使制導(dǎo)武器的隱蔽性、機(jī)動(dòng)性和生存能力發(fā)生質(zhì)的變化。利用納米技術(shù)制造的形如蚊子的微型導(dǎo)彈，可以起到神奇的戰(zhàn)斗效能。納米導(dǎo)彈直接受電波遙控，可以神不知鬼不覺地潛入目標(biāo)內(nèi)部，其威力足以炸毀敵方火炮、坦克、飛機(jī)、指揮部和彈藥庫。

　　“蒼蠅”飛機(jī)。這是一種如同蒼蠅般大小的袖珍飛行器，可攜帶各種探測(cè)設(shè)備，具有信息處理、導(dǎo)航和通信能力。其主要功能是秘密部署到敵方信息系統(tǒng)和武器系統(tǒng)的內(nèi)部或附近，監(jiān)視敵方情況。這些納米飛機(jī)可以懸停、飛行，敵方雷達(dá)根本發(fā)現(xiàn)不了它們。據(jù)說它還適應(yīng)全天候作戰(zhàn)，可以從數(shù)百千米外將其獲得的信息傳回己方導(dǎo)彈發(fā)射基地，直接引導(dǎo)導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)。

　　“螞蟻士兵”。這是一種通過聲波控制的微型機(jī)器人。這些機(jī)器人比螞蟻還要小，但具有驚人的破壞力。它們可以通過各種途徑鉆進(jìn)敵方武器裝備中，長(zhǎng)期潛伏下來。一旦啟用，這些“納米士兵”就會(huì)各顯神通：有的專門破壞敵方電子設(shè)備，使其短路、毀壞；有的充當(dāng)爆破手，用特種炸藥引爆目標(biāo)；有的施放各種化學(xué)制劑，使敵方金屬變脆、油料凝結(jié)或使敵方人員神經(jīng)麻痹、失去戰(zhàn)斗力。

　　此外，還有被人稱為“間諜草”或“沙粒坐探”的形形色色的微型戰(zhàn)場(chǎng)傳感器等納米武器裝備。所有這些納米武器組配起來，就建成了一支獨(dú)具一格的“微型軍”。據(jù)美國(guó)國(guó)防部專家透露，美國(guó)第一批“微型軍”將在5年內(nèi)服役，10年內(nèi)可大規(guī)模部署。

　　與傳統(tǒng)武器相比，納米武器具有完全不同的特點(diǎn)。人們必須對(duì)其“刮目相看”，充分認(rèn)識(shí)其對(duì)未來戰(zhàn)爭(zhēng)的影響。

　　首先，納米武器實(shí)現(xiàn)了武器系統(tǒng)超微型化，使目前車載機(jī)載的電子戰(zhàn)系統(tǒng)濃縮至可單兵攜帶，隱蔽性更好，安全性更高。

　　其次，納米武器實(shí)現(xiàn)了武器系統(tǒng)高智能化，使武器裝備控制系統(tǒng)信息獲取速度大大加快，偵察監(jiān)視精度大大提高。

　　再次，納米武器實(shí)現(xiàn)了武器系統(tǒng)集成化生產(chǎn)，使武器裝備成本降低、可靠性提高，同時(shí)使武器裝備研制、生產(chǎn)周期縮短。

　　因此，納米武器的出現(xiàn)和使用，將大大改變?nèi)藗儗?duì)戰(zhàn)爭(zhēng)力量對(duì)比的看法，使人們重新認(rèn)識(shí)軍事領(lǐng)域數(shù)量與質(zhì)量的關(guān)系，產(chǎn)生全新的戰(zhàn)爭(zhēng)理念，使武器裝備的研制與生產(chǎn)更加脫離數(shù)量規(guī)模的限制，進(jìn)一步向質(zhì)量智能的方向發(fā)展，從而徹底變革未來戰(zhàn)爭(zhēng)的面貌。未來戰(zhàn)場(chǎng)，巨型武器系統(tǒng)和微型武器系統(tǒng)將同時(shí)存在，協(xié)同作戰(zhàn)，大有大的作用，小有小的妙處，作戰(zhàn)手段更加機(jī)動(dòng)靈活，戰(zhàn)斗格局更加詭譎多變。人們更多看到的將是“螞蟻啃大象”、“小鬼擒巨魔”、“以小制大”、“以微勝巨”的奇異戰(zhàn)爭(zhēng)景觀。(作者：樂俊淮/中國(guó)國(guó)防報(bào))