纳米技术与应用

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纳米技术在生活中的用途

纳米技术在生活中的用途

纳米技术在生活中的用途
纳米技术是指通过自组装或人工方法制备,以10纳米到100纳米为尺寸的原子或分子尺度级别的材料、设备及系统。

纳米技术已经应用于许多领域,如电子、化学、材料科学、能源、医学等。

以下就是纳米技术在生活中的用途:
1. 医学领域
纳米技术已经为医学带来了许多创新,包括药物传递系统、医学诊断、治疗和预防措施,以及生物成像等。

例如,纳米粒子可用于药物的传递,在人体内进行精确的靶向治疗,使药物治疗更为高效,同时减少了不良反应。

此外,纳米技术还可以用于制造医用设备,如人工骨髓、人工心脏瓣膜等。

2. 材料科学
通过控制纳米材料的结构和性质,纳米技术可产生出更强、更具有特殊性质的材料。

纳米材料不仅具有极高的强度和硬度,还具有其他特殊性质,如特别的导电性、超疏水性和高温稳定性。

3. 能源领域
利用纳米技术制造的太阳能电池可以将太阳能转化为电能,新型的太阳能电池可以高效地捕获光的能量。

另外,纳米技术还可以帮助制造出高效的燃料电池和超级电容器,使它们在储存大量能量方面更为可靠。

4. 环境问题
纳米技术可以用于净化水资源和空气污染,例如,臭氧污染可以通过纳米技术来净化,减少环境污染。

此外,利用纳米技术可以制造出更具有自我修复能力和耐老化性质的材料,延长使用寿命和减少废料的产生等。

总之,纳米技术在各个领域的应用都会为人类生活带来诸多机会。

尽管仍面临着一些安全和环境问题,但通过持续发展和探索,纳米技术无疑将带来更多创新和突破。

纳米技术的应用及原理

纳米技术的应用及原理

纳米技术的应用及原理简介纳米技术是研究和应用物质在纳米尺度范围内的特性和现象的一门跨学科领域。

它利用纳米尺度的材料和结构的特殊性质,在材料、医疗、电子、能源等领域中具有广泛的应用前景。

本文将介绍纳米技术的应用领域和原理,并列举一些典型的纳米技术应用案例。

纳米技术的应用纳米技术的应用非常广泛,包括材料学、医学、电子学、能源学等多个领域。

以下是一些典型的纳米技术应用:1.材料学–纳米涂料:纳米材料在涂料中的应用可以提供更好的耐磨性、耐腐蚀性和防腐蚀性。

–纳米复合材料:纳米材料与其他材料的结合可以产生更高的强度和硬度,并改善材料的导电性和热导性。

–纳米传感器:纳米材料的特殊性质可以用于制作高灵敏度的传感器,用于检测环境中的污染物和生物标记物。

2.医学–纳米药物输送系统:纳米技术可以将药物封装在纳米颗粒中,提高药物的稳定性和溶解度,并增加药物在靶组织中的积累量。

–纳米生物传感器:纳米材料可以用于制作灵敏的生物传感器,用于检测血糖、胆固醇等生物指标。

–纳米生物标记物:纳米颗粒可以被用作生物标记物,用于肿瘤的早期诊断和治疗。

3.电子学–纳米电子元件:纳米材料可以用于制作更小、更快的电子元件,提高电子设备的性能和功耗。

–纳米电池:纳米材料可以用于制作高容量、高效率的锂离子电池,提高电池的续航时间和充电速度。

–纳米传感器:纳米材料的特殊性质可以用于制作高灵敏度的传感器,用于检测温度、光线等环境参数。

4.能源学–纳米太阳能电池:纳米材料可以增加太阳能电池的光吸收能力,提高能量转换效率。

–纳米催化剂:纳米材料可以用作催化剂,提高化学反应的速度和效率,减少能源的消耗。

–纳米超级电容器:纳米材料可以用于制作高能量密度的超级电容器,提供快速、可靠的电能储存和释放。

纳米技术的原理纳米技术的核心原理是纳米尺度的材料和结构的特殊性质。

在纳米尺度下,物质具有以下特点:1.量子尺寸效应–纳米材料的尺寸在纳米量级,其电子结构和能带结构会发生变化。

生活中纳米技术的应用

生活中纳米技术的应用

生活中纳米技术的应用
纳米技术在如今已经成为了我们生活中必不可少的一部分,它的应用范围越来越广泛。

下面就来分步骤介绍一下生活中纳米技术的应用。

一、健康方面
1.药物输送:纳米技术可以将药物封装到特殊的纳米颗粒中,使其能够更好地进入人体内部,减少副作用,提高药效。

2.疾病诊断:利用纳米技术,可以制备出具有特殊功能的纳米材料,如金纳米棒,通过检测这些材料与疾病相关分子的相互作用,从而实现疾病的早期诊断。

3.组织工程:利用纳米技术,可以制备出高度精密的人造组织和器官,如人工心脏瓣膜、血管支架等。

二、电子产品
1.智能手机屏幕:现在的智能手机屏幕大多使用纳米技术生产的柔性OLED屏幕,让手机屏幕更加柔韧,更好地适应人的生活方式。

2.计算机芯片:为了使计算机性能更加出色,制造芯片过程已逐渐引入纳米技术,使得单个芯片上的电子元器件可以做得更小,更加紧密。

3.电池:纳米技术可以制备出超级纳米材料,提高了电池的容量和充电速度,并且减少了电池的体积和重量,提高了电池的性能。

三、食品、家居用品
1.食品包装:通过使用纳米材料,可以制备出具有氧气、水分等隔离、吸附、保鲜能力的纳米复合材料,能够保持食品的新鲜度和营养成分。

2.家居产品:利用纳米技术,可以制备出具有光触媒、抗菌、防污、防水等功能的家居用品,如窗帘、床上用品、地毯、家具等。

3.清洁产品:利用纳米技术,可以制备出能够快速清洁、去污的清洁产品,如纳米陶瓷涂层、纳米溶胶等。

总之,纳米技术已经深入到了我们的日常生活中,不仅改善了我们的生活,更加带来了很多便利和创新。

在未来,随着纳米技术的不断发展和推广应用,相信我们的生活将会变得更加美好。

纳米技术及应用

纳米技术及应用

纳米技术及应用材料科学与工程(MSE)是一门交叉科学,涵盖了新型结构材料、信息功能材料、复合材料、能源材料和纳米材料等等。

这里仅扼要介绍一下纳米材料。

1.纳米和纳米技术纳米(Nano meter)又称毫微米,是一种长度单位。

把1米分成10亿份,一份就是1纳米(1nm=10-9m)。

1982年,一种奇特的显微镜(扫描隧道显微镜)发明后,便诞生了一门以0.1至100纳米尺度空间为研究对象的前沿学科,就是研究电子、原子和分子运动规律、特性的高新学科,米科技。

2.纳米材料的特性A.特殊的光学性质当黄金被细分到小于光波波长的尺寸时,便失去了原有的富贵光泽而呈黑色。

事实上,所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。

尺寸越小,颜色愈黑,银白色的铂(白金)变成铂黑,金属铬变成铬黑。

金属超微颗粒对光的反射率很低,通常可低于l%,大约几微米的厚度就能完全消光。

利用这个特性可以高效率地将太阳能转变为热能、电能。

还可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等。

1991年春的海湾战争,美国F-117A型隐身战斗机外表所包覆的材料中就包含有多种纳米超微颗粒,它们对不同波段的电磁波有强烈的吸收能力,以欺骗雷达,达到隐形目的,成功地实现了对伊拉克重要军事目标的打击。

B.特殊的热学性质固态物质在其形态为大尺寸时,其熔点是固定的,超细微化后其熔点将显著降低,当颗粒小于10纳米量级时尤为显著。

例如,金的常规熔点为1064℃,当颗粒尺寸减小到10纳米时,则降低27℃,2纳米尺寸时的熔点仅为327℃左右;银的常规熔点为670℃,而超微银颗粒的熔点可低于100℃。

因此,超细银粉制成的导电浆料可以进行低温烧结,此时元件的基片不必采用耐高温的陶瓷材料,甚至可用塑料。

金属纳米颗粒表面上的原子十分活泼。

可用纳米颗粒的粉体作为火箭的固体燃料、催化剂。

例如, 在火箭发射的固体燃料推进剂中添加l%重量比的超微铝或镍颗粒,每克燃料的燃烧热可增加l倍。

C.特殊的磁学性质人们发现鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁细菌等生物体中存在超微的磁性颗粒,使这类生物在地磁场导航下能辨别方向,具有回归的本领。

纳米技术及其应用

纳米技术及其应用

纳米技术及其应用第一章:引言在现代科技领域,纳米技术是一个备受瞩目的领域。

它涉及到物质的基本单元-纳米颗粒的研究和运用,相对于微米级别的颗粒,纳米颗粒的特殊形态和性质,使得它可以应用于许多领域,例如药物传递、能源、电子学等。

本文将会对纳米技术的核心原理、应用以及未来展望进行深入的探讨。

第二章:纳米技术的原理- 纳米颗粒的定义纳米颗粒的大小在一至一百纳米之间,比人类头发的直径小了上千倍,其中最为显著的是相对于宏观物体,它所表现的属性与形态不同,同时具有超高比表面积和小体积的特点。

- 纳米技术的原理纳米技术原理思想是:通过控制晶体结构的自组装,统计微观运动与基本动力学规律来制造世界上最小和功能最为丰富的机器。

纳米技术可以创造纳米级别的材料、器件、系统和机器,这使得它在制造、医疗、环境等领域中具有广泛应用前景。

纳米技术是一项庞杂的多学科研究,集合了物理学、化学、生物学、材料科学和控制科学等多学科的知识。

第三章:纳米技术的应用纳米技术具有广泛的应用前景,下面将介绍几个典型的应用。

- 医学领域在医学领域,纳米技术可以运用于药物传递、生物影像、治疗以及生物传感器等方面。

其中,纳米材料可以作为药物的载体,使得药物向病变组织有更大的浓度分布,并减少对其他健康组织的影响。

此外,纳米材料可以作为医学成像的探针,提高成像效率和分辨率。

其应用前景是相当广阔的,被认为是下一代医学技术的主要发展方向。

- 材料学领域纳米材料在材料学中的应用十分广泛。

例如,改良材料的物理力学性质、设计加强材料的耐久性以及制造新形态的透明电子器件等等。

此外,在能源领域,纳米技术的应用也广泛存在。

例如,通过纳米技术制造更加高效的电池或者太阳能电池。

- 环境领域纳米技术在环境保护和能源产业中也被广泛应用。

例如,制造具有自净效果的纳米化学处理材料,加大清洗效率和减少污染物的排放。

它还可以用于净水,去除水中的重金属、有毒化学物质和细菌等有害物质。

第四章:纳米技术未来的发展纳米技术在各个领域被广泛应用,是一项发展迅速的高科技。

纳米技术应用

纳米技术应用

纳米技术应用在生产与生活中的变革随着科技的不断进步,纳米技术在各行各业的应用也越来越多,成为一种重要的生产工艺和生活方式。

纳米技术的应用涉及到新材料、新能源、医药、食品等方面,其特有的微观结构和性质,赋予了其独特的优势。

在这篇文章中,我们将从纳米技术在不同领域的应用中探讨,如何创造更加智能和优质的生产方式,改善生活品质,以及促进人类社会的可持续发展。

一、新材料领域纳米技术在新材料领域的应用,可以让原本不可用的材料变得可用,同时也可以让本来已有的材料发挥出更优异的性能。

比如,通过纳米技术将金属粉末制成质地均匀,晶粒度更细的薄膜材料。

这些薄膜材料可以在一些特殊的环境下发挥巨大的作用。

同时,纳米材料还可用于生产报警、感应等电子产品的发展,使得电子产品在体积、价格上实现了质的改变。

二、新能源领域纳米技术在新能源领域的应用,也要得到广泛的应用。

比如,纳米技术被用于生产太阳能电池板,提高了太阳能转化效率。

纳米技术也可用于制造石墨烯电池,石墨烯电池的续航能力相当惊人,可以用于生产智能手表、智能手机、无人机等电池驱动设备,为我们提供更加便捷的生活服务。

三、医药领域纳米技术在医药领域的应用,则涉及到与我们的生命相关的问题。

纳米技术可用于生产药物及疫苗,让抗体或药物直接作用于手术部位或癌细胞,不仅能够缩短治疗时间,同时也可有效降低副作用。

纳米技术还可用于生产智能药物,在环境量变化时,调整药物的剂量和成分,并监测剂量和流程,以提高治疗效果。

四、食品领域纳米技术还可用于食品领域。

比如,纳米技术可用于生产高活性酶、保鲜膜等食品加工产品,可以保证食品的新鲜度和卫生安全。

同时,纳米技术还可用于改善食品的口感和营养价值,如制作吸收能力更高的功能性食品。

总之,纳米技术在各个领域的应用,为我们的生产、生活提供了更多机会,也为我们创造了更加智能、优质的生活方式。

它不仅可以解决实际问题,还可以促进人类社会的可持续发展,创造更加美好的未来。

纳米技术在生活中的应用都有哪些

纳米技术在生活中的应用都有哪些

纳米技术在生活中的应用都有哪些
随着科学技术的不断进步,纳米技术已经成为了一个备受关注的领域。

纳米技
术是一种控制和操纵原子和分子的技术,其尺度在纳米级别,也就是十亿分之一米。

在生活中,纳米技术已经得到了广泛的应用,为人们的生活带来了诸多便利和改变。

下面就让我们来看看纳米技术在生活中的应用都有哪些。

首先,纳米技术在医学领域的应用十分广泛。

通过纳米技术,科学家们可以研
发出更加精准的药物,可以将药物直接送达到病变部位,从而提高药物的疗效并减少副作用。

此外,纳米技术还可以用于生物成像,可以帮助医生更加清晰地观察到病变细胞,从而提高诊断的准确性。

其次,纳米技术在材料领域也有着重要的应用。

纳米材料具有独特的性能,比
如高强度、高导电性、高导热性等,可以用于制造更加轻巧、耐用的材料。

比如,纳米材料可以用于制造更加高效的太阳能电池、更加坚固的材料等,从而为人们的生活带来更多便利。

此外,纳米技术在环境保护领域也有着重要的应用。

纳米技术可以用于净化水源、治理污染物等,可以帮助人们更加有效地保护环境。

比如,纳米材料可以用于制造更加高效的水处理设备,可以帮助人们更加轻松地解决水污染问题。

总的来说,纳米技术在生活中的应用十分广泛,涉及到医学、材料、环境保护
等多个领域。

随着科学技术的不断进步,相信纳米技术在生活中的应用还会有更多的突破和创新,为人们的生活带来更多的便利和改变。

纳米科学与技术应用

纳米科学与技术应用

纳米科学与技术应用纳米科学与技术是指在纳米尺度范围内探索和研究物质的特性、制备方法和应用技术的学科。

随着科技的不断发展和人们对生活质量要求的提高,纳米科学与技术被广泛应用于各个领域,包括材料科学、生物医学、能源和环境等。

本文将从不同领域介绍纳米科学与技术的应用。

一、材料科学领域中的在材料科学领域,纳米科学与技术被应用于新材料的研发和改良。

利用纳米技术可以制备出具有特殊功能和性能的纳米材料,如纳米颗粒、纳米薄膜和纳米线等。

这些纳米材料具有较大的比表面积和更好的力学性能,可用于制造更轻、更强和更耐磨的材料。

此外,纳米材料还可以调控光、电、磁等物理性质,用于光电子器件、传感器和储能装置等的制备。

二、生物医学领域中的在生物医学领域,纳米科学与技术被用于研发新型的诊断和治疗方法。

纳米技术可以制备出具有靶向性和药物缓释功能的纳米载体,用于载药和靶向治疗。

这些纳米载体可以在体内选择性地释放药物,提高药物的生物利用度和治疗效果,减少药物的副作用。

同时,纳米技术还被应用于生物成像、基因治疗和组织再生等方面,为生物医学研究和临床治疗提供了新的工具和方法。

三、能源领域中的在能源领域,纳米科学与技术被用于提高能源的转换效率和储存密度。

利用纳米技术可以制备出具有高比表面积和低电阻的纳米材料,用于制备高效的太阳能电池和储能设备。

此外,纳米材料还可以用于制备高效的催化剂和光催化剂,用于促进化学反应和光催化能源转化。

这些纳米技术的应用有助于提高新能源的利用效率和可再生能源的开发利用。

四、环境领域中的在环境领域,纳米科学与技术被用于净化水源、治理大气污染和处理废物等方面。

纳米技术可以制备出高效的纳米吸附材料和纳米催化剂,用于去除水中的有机物、重金属和细菌等污染物。

此外,纳米技术还可以制备出超滤膜和光催化材料,用于处理废水和净化大气。

这些纳米技术的应用有助于改善环境质量和保护生态环境。

综上所述,纳米科学与技术在材料科学、生物医学、能源和环境等领域都有广泛的应用。

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《纳米技术与应用》课程论文纳米技术在军事中的应用摘要本文综述了纳米技术在军事领域中的应用,其中包括各种纳米材料和纳米武器,并探讨了纳米技术在军事应用中面临的问题及未来展望。

关键词纳米技术,军事应用,材料,武器1 前言进入新世纪,一场新的纳米技术革命正在悄然兴起。

历史经验表明,技术革命在带来产业革命的同时,必将引起军事领域的重大变革。

美国兰德公司认为,纳米技术将是“未来驱动军事作战领域革命”的关键技术。

目前,各主要军事大国,都对纳米在军事武器领域的应用高度重视,加大经费投入,开展研制试验,制造纳米武器。

纳米是一个长度单位,仅有一米的10亿分之一。

10亿分之一是什么概念,形象地比喻,一纳米的物体放到乒乓球上,就像一个乒乓球放在地球上一般。

一纳米相当于数个原子的并列长度。

纳米材料是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度(1nm~100nm)调制的各种固体超细材料。

纳米材料有4个基本效应,即小尺寸效应、量子尺寸效应、表面与界面效应、宏观量子隧道效应,由于这些效应,纳米材料具有常规材料所没有的特别性能,如高强度和高韧性、高热膨胀系数、高比热和低熔点、奇特的磁性、极强的吸波性,可以在光电器件、灵敏传感器、隐身技术、催化、信息存储等领域得到广泛的应用[1]。

纳米技术是在0.1纳米到几百纳米的尺度内对原子、分子进行操作、控制和加工的技术。

纳米技术的出现,将使物质加工和处理技术达到一个前所未有的水平。

在纳米这一极其微小的世界里,纳米技术有着广泛而神奇的用途,发挥着超乎人们想象的作用。

在新材料制备和现代制造技术方面,运用纳米技术,可以在纳米层次上构筑特定性质的材料或自然界中不存在的、生物材料和仿生材料;在微电子和计算机技术方面,纳米技术与微电子技术相结合出现的纳米电子学,可以超越集成电路的物理与工艺限制,研制出体积更小、速度更快、功耗更低的新一代量子功能器件,用量子元件代替微电子器件,“深蓝”、“银河”等巨型计算机就能装入口袋,“亚洲一号”通信卫星可只有鸽子大小;在环境与能源技术方面,纳米材料可用来消除水和空气中的污染,成倍地提高太阳能电池的能量转换效率;在医学技术方面,用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体之后,可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织,在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排斥反应,还可研制疾病早期诊断的纳米传感器系统,大大提高医生的诊断水平;在航空航天技术方面,用纳米技术研制的低能耗、抗辐射、高性能计算机,用纳米集成的测试、控制仪器和电子设备以及抗热障、耐磨损的纳米结构涂层材料,将更多地应用到未来航空航天技术领域中[2-5]。

2纳米科技实用化关键纳米技术从研究走向实用有3大关键:一是纳米材料的研制,二是寻求超精度微加工方法,三是微机电系统的制造。

首先是研制纳米材料,由于科学家们的努力,如今高能量纳米材料、纳米隐形材料、纳米磁性材料等众多纳米材料已有重大突破。

某些纳米材料产品已在高技术开发和军事应用领域得到广泛地应用,表现出优异的应用品质。

其次是解决超精度微加工方法,超精度微加工方法是一种与常规的“由大到小”的加工技术截然不同的加工方法,称为扫描隧道显微镜加工技术。

它的基本思路是将常规的“由大到小”的加工方法改变为“由小到大”的加工方法,具体步骤是: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,当距离达到一纳米时,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。

如此构造出来的纳米器件具有新的物理特性,非常坚固耐用,同时也非常可靠,振动2000万次,也丝毫不会损坏。

第三是制造微机电系统,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系统小型化,而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,往常的宏观参数如体积、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则显得至关重要。

近年来,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。

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[6-8]。

3 纳米技术的军事应用从军事需求来分析,可以把军事纳米技术分为以下两种种类型:第一类是以纳米功能材料和特种材料为基础的军事装备。

由于纳米功能材料的种类很多,具有军用价值的功能材料也是多种多样。

如吸波材料和防污自洁材料的使用形式大致可以分为:功能表面、烟幕和“隐真示假”材料。

特种材料机械性能优良,通过纳米技术赋予材料以高强度、耐高温、抗疲劳等特性,可以达到特殊用途的需求。

如纳米陶瓷、纳米复合材料等。

第二类是以纳米电子技术为基础的微型化武器装备,飞机、坦克、制导弹药、卫星、作战机器人、雷达、纳米传感器、纳米阵列激光器等。

减小武器装备的体积、重量,增强隐蔽性和灵活性,提高灵敏性和精确性[9]。

3.1 纳米新材料在武器装备中的应用3.1.1 纳米增强材料3.1.1.1改进武器装备的材料性能有些(复合)纳米材料(如金属-陶瓷复合材料等)具有韧度高、质量轻、耐强酸强碱、耐高温等优点,可用于军用舰船、坦克、车辆、航天飞行器等,提高其战斗性、维护性和经济性。

将纳米陶瓷晶粒(如SiC等)引入铝合金中制造出质量轻、强度高、耐热性的新型复合材料,可作为深潜器和深度鱼雷的壳体。

运用纳米技术在产品中添加特殊性能的材料或在产品表面形成一层特殊的材料,能产生出新的性能。

由于碳纳米管的硬度大约是钢的100倍,如果把碳纳米管用于武器制造,可大大提高武器弹头对目标的穿透力和破坏力,也可提高武器装备的防护能力,未来防弹装甲车可能产生使导弹滑落或弹回去的奇迹[10]。

陶瓷/金属的纳米相材料可用作飞机的高效、微型天线材料。

利用纳米SiO2的透明性和对紫外光的吸收特性可作为有机玻璃涂层材料抗紫外辐照。

纳米材料的超塑性(高温时可展延成形且保留常温时的各种性能)特别适于导弹前锥部位用材和装甲材料[11]。

3.1.1.2提高武器推进剂和炸药的燃烧效率纳米材料可用作火箭燃料纳米助燃剂,在火箭燃料中加入不到l%的纳米铝粉,可将燃烧能力提高一倍。

利用纳米镍作为火箭固体燃料反应催化剂,燃烧效率可提高100倍。

利用碳纳米管来制作储氢材料,可用作汽车及飞行器的燃料“储备箱”。

含有20%超微钴颗粒的金属陶瓷的纳米相复合材料是火箭喷口的耐高温材料;用纳米颗粒制成的精细陶瓷,正在试用于陶瓷绝热涡轮复合发动机、陶瓷涡轮机、耐高温、耐腐蚀轴承及滚球等[12-14]。

燃气轮机是喷气式飞机、轮船、发动机组等的动力来源,一个发动机组,如果涡轮进口温度从1000℃提高到1200℃,每发一度电就可节油0.05公斤,相当于原来所需燃料的60%。

利用纳米高温陶瓷材料SiC纤维/Si3N4陶瓷制造的涡轮叶片的使用温度甚至可高于1500℃,从而可大大提高热机的热效率[15-16]。

3.1.1.3增强武器平台的信息存储与获取能力在信息化战争中,电子技术应用与开发,不仅成为现代军事科技、各种军事系统和武器系统研制开发的科技支柱,而且是现代战争中作战指挥、通信网络、后勤保障等诸多决定战争胜负关键因素的依靠和保证。

而纳米技术正在MEMS (微机电系统)起步,将对未来电子技术领域产生重大影响。

它将传感器、电动机和各碳纳米管种处理器都放在一块芯片上,使计算机的速度和效率提高数百万倍,存储器的存储容量达到数万亿比特,并且将能耗降低到现在的几十万分之一,可以成千倍地提高指挥自动化系统处理战场信息的能力。

一旦研制成功,并应用于军事领域,能够快速、全面、系统地得到信息,立即对敌我双方的情况做出反应,可将传统战场需要较长时问方能完成的作战行动压缩到几分钟.甚至几秒钟之内。

使得作战进程几乎与决策同步,这样不仅可以大大增强指挥的稳定性、灵活性和主动性,而且缩小了战场的时空范围。

提高了指挥的适时性和有效性,使快速反应能力有了质的飞跃[17]。

3.1.2 纳米防护材料与传统涂层相比,纳米结构涂层能使强度、韧性、耐腐蚀、耐磨、热障、抗剥蚀、抗氧化和抗热疲劳等性能得到显著改善,且一种涂层可同时具有上述多种性能。

某些纳米微粒还有杀菌、阻燃、导电、绝缘等作用,可用这些纳米粒子制成防生物涂料、阻燃涂料、导电涂料和绝缘涂料。

将药物储存在碳纳米管中,并通过一定的机制来激发药剂的释放,则可控药剂有希望变为现实。

这些技术均可有效解决目前各国海军装备普遍存在的“三漏”问题、舰艇动力推进装置螺旋桨的穴蚀问题以及潜艇、舰艇船体涂料的防污问题等[18]。

普通陶瓷在被用作防护材料时,由于其韧性差,受到弹丸撞击后容易在撞击区出现显微破坏、垮晶、界面破坏、裂纹扩展等一系列破坏过程,从而降低了陶瓷材料的抗弹性能。

纳米陶瓷高活性和耐冲击的性能,可有效提高主战坦克复合装甲的抗弹能力;增强速射武器陶瓷衬管的抗烧蚀性和抗冲击性;由防弹陶瓷外层和碳纳米管复合材料作衬底,可制成坚硬如钢的防弹背心;在离射武器方面如火炮、鱼雷等,纳米陶瓷可提高其抗烧结冲击能力,延长使用寿命。

目前,国外复合装甲已经采用高性能的高弹材料。

在未来的战争中,若能把纳米陶瓷用于车辆装甲防护,会具有更好抗弹、抗爆震、抗击穿的能力,提供更为有力的保护[19]。

3.1.3 纳米传感材料采用微机电系统制作的微型环境传感器散布于武器装备的蒙皮上或外表面,能察觉细微的外界“刺激”,以便对武器系统适时调整。

例如,纳米材料制成的飞机上的灵巧蒙皮可根据飞行速度向飞行员提供最佳的飞行数据,并保证飞机的雷达信号特征降低到最小程度。

利用纳米材料制造潜艇的蒙皮,可以灵敏地“感觉”到海中水流、水温、水压等极细微地变化,能随时测定潜艇的速度,并及时反馈给中央计算机并使之进行操纵微调,从而将潜艇的信号特征减至最小,大幅度降低噪声,并大大节约能源。

此外,还可根据水波的变化提前“察觉”来袭的敌方鱼雷。

使潜艇及时作出规避动作。

另外,纳米材料也可以大幅度减少飞行器在大气中或水中的摩擦力或阻力,使得飞行器可以飞行得更快、更远。

如果在鱼雷上涂上纳米材料,鱼雷可在海水中行走得更快,有利于迅速打击目标。

如果涂在导弹的表面上,导弹能力飞行得更快更远.使导弹能够有准备地追击及拦截敌的导弹和飞行器[20]。

3.1.4 纳米隐身材料1991年,美国在海湾战争中首次使用的F117A隐身战斗机,由于机身上包覆了许多种纳米尺度的红外和微波隐身材料,飞机对雷达电磁波有强烈的吸收能力及散射能力,使得雷达及红外探测器均无法探测到飞机的存在。

在历时近1个半月的战争中,F117A战斗机执行任务达1270余架次,摧毁了伊拉克95%的重量军事目标,却无一架飞机受损。

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