近日,武汉纺织大学纺织新材料与先进加工全国重点实验室徐卫林院士、万骏教授、刘可帅教授团队,在Cell Press旗下期刊《Matter&Light》发表题为“Planetary-relevant high-temperature-resistant mid-infrared materials for extraterrestrial exploration and infrastructure”的研究论文,张瀚元为第一作者,武汉纺织大学为第一完成单位。
行星探测、地外基地建设面临极端复杂工况,高热流、剧烈热循环、太空辐照、尘埃侵蚀等多重环境,对中红外光学材料的高温稳定性提出严苛要求。现有中红外材料大多只关注常温条件下光学性能,难以适配深空任务的复杂边界条件。该研究创新性提出行星适配耐高温中红外材料的全新框架,不再局限单一光谱指标,综合辐射传输、热稳定性、缺陷演化、相稳定性等多维度系统评估材料服役能力,厘清高温下自由载流子、声子共振、表面结构演化对红外反射、发射、透过性能的影响机制。
论文按照键合特征与光学激发机理,对高温中红外材料体系进行分类梳理,建立适配不同行星环境的材料选型思路,为月球、火星等地外探测载荷、热控组件、地外基础设施的光学窗口与辐射调控材料提供设计理论指引。
依托纺织新材料与先进加工全国重点实验室平台,武汉纺织大学长期深耕航天特种纺织、极端环境功能材料,持续为探月、行星探测工程提供关键材料支撑。本次成果打通纺织基耐高温光学材料与深空探测需求的连接路径,丰富了特种红外材料体系,为后续面向地外工程的耐高温、耐辐照功能纤维与复合构件研发奠定理论基础,拓展纺织新材料在航天深空领域的应用边界。
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