在東華大學(xué)地外纖維實驗室,0.5克月壤被珍藏。 東華大學(xué)供圖
在東華大學(xué)地外纖維實驗室,0.5克月壤被珍藏。這粒比硬幣更輕的月塵,來自嫦娥五號帶回的月球玄武巖質(zhì)樣品,歷經(jīng)數(shù)十億年太空風(fēng)化,彌足珍貴。項目啟動之初,“這么少的月壤能紡成絲”的質(zhì)疑聲不斷,但團(tuán)隊并未退縮。
“別人沒做過,我們來做。哪怕只拉出1毫米,也是成功。”東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院成艷華研究員表示。團(tuán)隊借鑒傳統(tǒng)“拔絲地瓜”的熔融拉絲原理,將月壤比作“太空白砂糖”,在高溫下將其熔化成液滴后精準(zhǔn)牽引成纖。
2025年4月1日,“嫦娥五號”月壤纖維隨“九天攬月—中國探月工程20年”展覽在國家博物館展出。 資料圖。 東華大學(xué)供圖
面對月球高真空、微重力的極端環(huán)境導(dǎo)致常規(guī)設(shè)備失效的難題,團(tuán)隊從零設(shè)計全球首臺模擬月球環(huán)境紡絲裝置,最終制備出長度約3米、直徑十余微米(與頭發(fā)絲相當(dāng))的連續(xù)纖維樣品。
這一突破是團(tuán)隊十年接力攻關(guān)的成果。2016年,中國科學(xué)院院士朱美芳牽頭上海市科委重大基礎(chǔ)研究項目,團(tuán)隊從納米材料研究起步,逐步將目光投向地外極端環(huán)境材料;2020年嫦娥五號攜月壤歸來后,團(tuán)隊聚焦無機纖維與極端環(huán)境制備技術(shù),一步步將“地外纖維”從構(gòu)想變?yōu)楝F(xiàn)實。
為推動月壤纖維從“實驗室成功”走向“工程化可用”,團(tuán)隊迭代研發(fā)三代核心裝備,先后實現(xiàn)毫克級樣品成纖、高真空環(huán)境連續(xù)制備等階段性目標(biāo)。這套擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),憑借突出的原創(chuàng)性與實用性,獲第二十五屆中國國際工業(yè)博覽會大獎。
面向未來月球科研站建設(shè)需求,月壤纖維的潛在應(yīng)用包括柔性結(jié)構(gòu)材料、月壤混凝土增強等。由于地月運輸成本較高,原位資源利用是該方向的主要考慮因素之一。目前相關(guān)研究仍處于基礎(chǔ)驗證階段,距離實際應(yīng)用尚有距離。東華大學(xué)方面表示,將繼續(xù)圍繞深空探測材料需求,開展月壤原位利用、極端環(huán)境纖維等方向的基礎(chǔ)研究。(完)