為了在戰(zhàn)場上取得優(yōu)勢，現(xiàn)代軍事系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，新型的先進材料不斷被開發(fā)出來，用于小型化、超耐久的柔性電子產(chǎn)品。這些先進的材料包括潛在的自愈材料、先進復(fù)合材料、功能陶瓷以及對電磁干擾作出反應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)保護材料等。
敏捷游泳者
新一代先進材料，如超材料、石墨烯和碳納米管等，因其擁有天然材料所不具備的超常物理性能而適用于一系列作戰(zhàn)任務(wù)或極端環(huán)境，已經(jīng)引起了軍方相當大的興趣和投資。
軍事專家預(yù)計，這些材料將產(chǎn)生顛覆性技術(shù)，不可逆轉(zhuǎn)地改變戰(zhàn)場和未來戰(zhàn)爭的性質(zhì)。
超材料
超材料指的是一些具有人工設(shè)計的結(jié)構(gòu)并呈現(xiàn)出天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的復(fù)合材料。典型的超材料有“左手材料”、光子晶體、“超磁性材料”、“金屬水”。
1.超材料天線
超材料由亞波長的微結(jié)構(gòu)組成，它們的結(jié)構(gòu)比它們要操作的輻射波短，這些微結(jié)構(gòu)可以由非磁性金屬（如銅）制成，并蝕刻在玻璃纖維電路板型襯底上。
超材料的負折射率可令超材料天線接收不同頻率的電流信息。mTenna超材料天線可自動校準，在飛行中調(diào)整對電磁波的接收，其制造工藝類似于液晶顯示器或智能手機玻璃屏幕，體積很小。mTenna超材料天線研發(fā)成本低，功耗小，便于攜帶。
2.超材料雷達
在雷達領(lǐng)域，通過將金屬微結(jié)構(gòu)印制在柔性基底上制造超材料薄膜，利用超材料的頻率選擇和負折射率特性，制造隱形涂層，實現(xiàn)射頻隱身，提高雷達戰(zhàn)場生存能力。
同時，通過對線路施加不同電壓可以主動控制波束，根據(jù)不同環(huán)境對波束進行不同調(diào)制，提高探測距離、分辨能力，并規(guī)避周圍信號干擾，提高雷達作戰(zhàn)效能。
仿生技術(shù)
仿生學(xué)是近年來發(fā)展起來的工程技術(shù)與生物科學(xué)相結(jié)合的交叉學(xué)科，人們研究生物體的結(jié)構(gòu)與功能工作的原理，并根據(jù)這些原理發(fā)明出新的設(shè)備、工具和科技。
1.仿海洋生物水下航行器
美國海軍水下戰(zhàn)中心正在測試一種探雷無人水下航行器，該航行器采用仿生學(xué)原理，模仿海洋生物。航行器長3米，動力系統(tǒng)由四個高升力鰭狀箔片和兩個后螺旋槳推進器組成，拍打推進行為模仿海龜，使航行器可以在低速中具有良好的操控性和靈活性，可自主改變行進高度和角度，重新定位并圍繞目標移動，捕捉目標的三維圖像。
此前，美國海軍作戰(zhàn)部長快速創(chuàng)新單位（CRIC）也曾開發(fā)一款外形很像魚的無人航行器，稱之為“機器魚”。“機器魚”長約1.2米，沒有螺旋槳，也沒有噴水推進器，而是像魚類一樣擺動尾巴前進。由于采用擺動尾巴的方式前進，因此可保持靜音性和較高的推進效率。“機器魚”可攜帶聲學(xué)傳感器和水下攝像機，可執(zhí)行水下探雷任務(wù)，或長期監(jiān)視艦船、港口和潛艇。在電量充足的情況下，“機器魚”可在水下游弋數(shù)天或數(shù)周，并可融入當?shù)氐暮Ｑ笊锃h(huán)境。
2.“敏捷游泳者”
美國海軍研究辦公室正在資助一個原型“敏捷游泳者”兩棲自主水下航行器項目。航行器依據(jù)仿生學(xué)原理,兩側(cè)“長”有一對波浪形飄帶,類似魚類的鰭,能為星空機器人的前進、轉(zhuǎn)向提供動力。同時,航行器也參考了蛇的運動方式,能在草地、雪地、冰面等不同地面環(huán)境上安全穿行，因此無論在水中或是陸地上,航行器都能通過控制飄帶進行波浪形運動提供前進動力。
石墨烯
石墨烯是已知最薄、最堅硬的納米材料，它幾乎完全透明，質(zhì)輕且柔韌，導(dǎo)電導(dǎo)熱性強，在微電子、光電子和新材料等高技術(shù)軍事領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛能。
1.夜視眼鏡
將石墨烯夾入鏡片之間，做成一種能捕捉可見光和紅外線的傳感器。鏡片可做成比手指甲更小，結(jié)合于隱形眼鏡中，未來可用于士兵獲得夜視能力。
2.裝甲系統(tǒng)
將石墨烯與其他輕質(zhì)高強材料復(fù)合，有望獲得高性能輕型裝甲系統(tǒng)。
3.隱身防護
石墨烯還可用于隱身防護領(lǐng)域。美國加州大學(xué)制造了石墨烯基紅外隱身涂層，能通過改變反射光的波長來實現(xiàn)紅外隱身。
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