2022年7月24日，我國成功發(fā)射了重約23噸的問天實驗艙，該實驗艙對中國空間站的建設(shè)意義非凡。在這項重大成就的背后，有著來自浙江科研人員的貢獻。

隨著航天科技的迅猛發(fā)展，空間站、航空發(fā)電機等大國重器在極端苛刻的環(huán)境下，其表面涂層必須做到堅不可摧。

如我國的“天宮”號空間站所采用的太陽能柔性電池翼，是空間站艙外結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜、運動部件最多的系統(tǒng)。其展開、收縮及轉(zhuǎn)動的可靠性，是空間站正常運行和任務(wù)成敗的關(guān)鍵。

空間站太陽翼伸展機構(gòu)潤滑薄膜在面對濱海發(fā)射的高濕熱環(huán)境時，需要展現(xiàn)出強大的適應(yīng)性；同時，在長期在軌運行期間，還需要抵御高劑量原子氧的輻照。這些挑戰(zhàn)對于材料的穩(wěn)定性和性能都提出了極高的要求。為了確保太陽翼伸展機構(gòu)的正常運行和持久耐用，科學(xué)家們需要研發(fā)出具備優(yōu)異耐濕熱、抗氧化、抗輻照等性能的新型薄膜材料，并不斷優(yōu)化其設(shè)計與制造工藝。

中國科學(xué)院寧波材料所海洋關(guān)鍵材料重點實驗室蒲吉斌團隊在省自然科學(xué)基金重點項目、省杰出青年科學(xué)基金項目支持下，聚焦空間站濱海發(fā)射和空間服役苛刻環(huán)境對高可靠、長壽命、低摩擦功能薄膜研制的戰(zhàn)略需求，系統(tǒng)性開展功能薄膜的環(huán)境適應(yīng)性微觀結(jié)構(gòu)和成分跨尺度調(diào)控等科學(xué)研究。

中國科學(xué)院寧波材料所海洋關(guān)鍵材料重點實驗室主任、研究員  蒲吉斌：我們首先要保證它原有的空間性能的同時，要大幅提升它的環(huán)境適應(yīng)性，尤其是海洋環(huán)境的適應(yīng)性，這里面我們對它的結(jié)構(gòu)以及成分做了精細(xì)的設(shè)計，比如結(jié)構(gòu)，我們控制它每一層的厚度，僅在兩三個納米的這樣的一個超晶格的多層結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)了它具有很好的力學(xué)性能，又同時兼具了很好的耐環(huán)境腐蝕性能，這就是它最大的創(chuàng)新點，當(dāng)然這里面我們還設(shè)計了很多工藝上面的、裝備上的創(chuàng)新。

通過功能元素復(fù)合調(diào)控、納米多層精細(xì)結(jié)構(gòu)構(gòu)筑及晶體取向的精準(zhǔn)控制，蒲吉斌帶領(lǐng)團隊攻克了防護薄膜在潮濕環(huán)境和原子氧輻照下的性能劣化和早期失效的共性難題。他們研發(fā)的低環(huán)境敏感抗輻照薄膜，通過了文昌環(huán)境暴露適應(yīng)性測試、15年高劑量原子氧加速輻照試驗及熱真空疲勞壽命試驗，已經(jīng)成功應(yīng)用于包括問天實驗艙在內(nèi)的中國空間站柔性太陽翼伸展機構(gòu)20000余件部件。這些薄膜為國之重器披上了堅不可摧的“鎧甲”，確保了空間站的太陽翼在10年以上的在軌服役期間“張弛有度，收放自如”且“萬無一失”。

中國科學(xué)院寧波材料所海洋關(guān)鍵材料重點實驗室主任、研究員  蒲吉斌：一個就是我們針對現(xiàn)在濱海航天發(fā)射，以及未來我們國家的海上發(fā)射的這樣一個環(huán)境，另外針對的是我們現(xiàn)在國家正在發(fā)展的長壽命的航天器，比如深空探測、探月、探火等等，星鏈衛(wèi)星這也是我們國家在航天領(lǐng)域的主要的通訊衛(wèi)星的應(yīng)用場景，這些都需要新一代的這種空間的功能涂層。

據(jù)了解，作為寧波市重點支持的科創(chuàng)載體之一，中國科學(xué)院寧波材料所海洋關(guān)鍵材料重點實驗室，積極響應(yīng)國家海洋戰(zhàn)略與區(qū)域海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，專注于海洋新材料的基礎(chǔ)性研究、工藝技術(shù)的整合與工程應(yīng)用。經(jīng)過多年探索，實驗室先后突破了防腐、耐磨蝕、減阻和密封等多項關(guān)鍵技術(shù)，研制的系列材料在大型艦船、深海裝備、濱海發(fā)射場、臨海四代核電等重大工程和高技術(shù)型號中成功應(yīng)用，在國內(nèi)外產(chǎn)生了重要影響，為“上天入?！碧峁┝擞辛Φ目萍贾?。

中國科學(xué)院寧波材料所海洋關(guān)鍵材料重點實驗室主任、研究員  蒲吉斌：未來，我們主要針對涉海的航天的，還有我們航空裝備，適應(yīng)海洋環(huán)境下的長壽命的功能防護材料體系，當(dāng)然我們這里面還有包括一些長壽命的耐腐蝕的結(jié)構(gòu)材料等，這是我們未來的實驗室的發(fā)展重點目標(biāo)之一。

（來源：寧波市科技局）

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