一支由中国科学院空间应用中心、清华大学及中国科学院地球化学研究所共同组建的科研团队，在月壤热学性质研究领域取得重要进展。该团队首次实现对嫦娥五号月壤单颗粒热导率的精确测定，发现月壤中特定成分的热导率低至8毫瓦每米开尔文，这一数值已接近人造高性能气凝胶的绝热水平，成为目前已知天然物质中热导率最低的材料。
科研人员将月壤颗粒细分为胶结物、岩屑和玻璃珠三类，其中胶结物作为月球表面太空风化的典型产物，展现出独特的物理特性。这种物质的结构复杂程度远超其他两类颗粒，其孔隙率高达17.78%，内部存在从纳米到微米级的多尺度缺陷网络。实验数据显示，在253开尔文的测试条件下，胶结物的热导率较岩屑低3至5倍，较玻璃珠低1至2个数量级，且随着温度升高呈现异常的上升趋势，这与常规矿物材料的热传导规律形成鲜明对比。
研究团队通过自主研发的悬臂式H型微纳热桥装置，在超高真空环境中完成了这项精密测量。进一步分析表明，胶结物的非晶质结构导致其在高温条件下辐射传热显著增强，这是造成其热导率反常变化的关键因素。该物质由熔融玻璃包裹矿物碎屑形成的复合结构，配合多级孔隙系统，极大增加了声子散射路径和界面热阻，使得热传导效率大幅降低。
微观层面的观察显示，胶结物内部不同物相间的振动模式存在显著差异，这种不匹配性使等效界面热阻提升三个数量级。最终测得其热导率仅为理想致密矿物的12%，这种超低热导特性主要源于孔隙连通性和结构复杂度的协同作用。科研人员构建的跨尺度传热模型证实，正是这些微观结构特征主导了月壤的热传导行为。
这项发现为理解月球表面极端热环境提供了关键物性参数。月壤在昼夜温差超过300摄氏度的极端条件下，其独特的热传导机制直接影响着月表设备的热控设计。研究团队建立的精确热物性数据库，不仅可优化月球探测器的热管理系统，还为开发新型极端环境绝热材料提供了天然模板。特别是胶结物中多级孔隙结构的形成机理，为地球极端环境下的热防护技术开辟了新的研究方向。
实验数据还显示，月壤不同组分的热传导特性存在显著差异。这种特性差异要求未来月球基地建设必须根据具体地质条件，针对性地设计热防护方案。科研人员指出，月壤原位资源利用过程中，必须充分考虑其热传导特性的空间变异性，这对建立可持续的月球基地至关重要。相关研究成果已通过国际权威学术期刊发表，引发空间科学界的广泛关注。
