【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】9月5日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星中心使用長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭/遠(yuǎn)征一號(hào)上面級(jí)，成功將試驗(yàn)二十九號(hào)衛(wèi)星發(fā)射升空。該衛(wèi)星主要用于空間環(huán)境探測(cè)及相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院微納米復(fù)合材料研究所和國(guó)家納米科學(xué)中心納米復(fù)合材料團(tuán)隊(duì)聯(lián)合為該衛(wèi)星的多個(gè)光學(xué)構(gòu)件表面(包括復(fù)雜異型遮光罩、柔性可展開結(jié)構(gòu)、精密光學(xué)支撐結(jié)構(gòu)及熱控薄膜等)研發(fā)制備了大面積納米復(fù)合超黑材料，將大幅提升衛(wèi)星空間環(huán)境探測(cè)能力。
納米復(fù)合超黑材料樣件微納結(jié)構(gòu)三維重構(gòu)圖
研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了宏觀有序、微納無序的吸波材料多孔序構(gòu)設(shè)計(jì)思想，結(jié)合碳納米材料本征強(qiáng)吸收和多孔序構(gòu)提升吸波效能，利用梯度調(diào)控與光學(xué)陷阱效應(yīng)，協(xié)同實(shí)現(xiàn)減反增深、多重反射與散射增強(qiáng)，研制出紫外-可見-近紅外波段光吸收率高達(dá)99.6%的納米復(fù)合超黑材料；同時(shí)通過界面力學(xué)設(shè)計(jì)顯著提高了多級(jí)次界面強(qiáng)度，協(xié)同保障序構(gòu)結(jié)構(gòu)在極端載荷條件下的力學(xué)穩(wěn)定性和在極端空間環(huán)境下的長(zhǎng)效服役性能；進(jìn)而發(fā)展了百平方米級(jí)工程化制備技術(shù)，獲得了輕質(zhì)強(qiáng)韌、高效吸波的復(fù)合材料體系。其綜合性能優(yōu)于國(guó)內(nèi)外航天領(lǐng)域現(xiàn)役同類產(chǎn)品，吸光率和技術(shù)成熟度均超過美國(guó)宇航局納米技術(shù)路線圖相關(guān)指標(biāo)。經(jīng)獨(dú)立第三方檢測(cè)，該材料全面滿足廣角吸收、高頻振動(dòng)、高速?zèng)_擊、質(zhì)量損失、紫外老化、冷熱循環(huán)等衛(wèi)星發(fā)射和空間極端環(huán)境應(yīng)用要求。
據(jù)悉，這已是納米復(fù)合超黑材料近五年第5次成功應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星。在前期應(yīng)用基礎(chǔ)上，本次任務(wù)是中國(guó)科大和國(guó)家納米中心團(tuán)隊(duì)在工程化大面積納米復(fù)合超黑材料應(yīng)用方面取得的又一突破性進(jìn)展。同時(shí)，這也是該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的納米復(fù)合柔性超黑薄膜首次應(yīng)用于空間衛(wèi)星，標(biāo)志著該材料技術(shù)在系列化、工藝性、均一性、可靠性、穩(wěn)定性等實(shí)用性能方面實(shí)現(xiàn)顯著提升。具有極限吸光特性的納米復(fù)合超黑材料在抑制雜散光、黑體輻射等空天探測(cè)領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。
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