我国在月壤原位利用领域取得重大突破,由东华大学团队自主研发的月壤纤维(模拟)实验样品已随天舟货运飞船进入中国空间站,即将在舱外暴露平台开展长期空间环境验证。这项成果标志着我国在深空探测材料研究方面迈出关键一步,为未来月球科研站建设提供了重要技术储备。
项目团队以嫦娥五号带回的月球玄武岩质样品为研究对象,在实验室中成功实现全组分月壤纤维制备。面对仅0.5克的珍贵月壤样本,科研人员创新采用熔融拉丝工艺,通过高温将月壤熔化为液滴后精准牵引成纤。针对月球高真空、微重力的特殊环境,团队自主研发全球首台模拟月球环境纺丝装置,成功制备出长度约3米、直径十余微米的连续纤维样品,其粗细与人类头发丝相当。
这项突破性成果的背后是长达十年的技术攻关。2016年,朱美芳院士团队在上海市科委重大基础研究项目支持下,从纳米材料研究转向极端环境材料领域。2020年嫦娥五号取样返回后,团队迅速承担国家重点研发计划,聚焦无机纤维与极端环境制备技术。通过三代核心装备的迭代研发,团队先后攻克毫克级样品成纤、高真空环境连续制备等关键技术,最终形成具有完全自主知识产权的核心技术体系。
在南京大学举办的中国国际大学生创新创业大赛"红色之旅"活动上,团队成员李磊博士介绍,项目研发过程中经历了无数次失败。从设备调试到工艺优化,每个环节都需要反复试验。团队博士研究生郝卓雅表示:"当看到第一根月壤纤维在实验室诞生时,所有艰辛都化作了喜悦。"这种持之以恒的科研精神,最终使"地外纤维"从构想变为现实。
据团队负责人成艳华研究员介绍,月壤纤维具有独特的性能优势,其潜在应用方向包括月球科研站柔性结构材料、月壤混凝土增强材料等。由于地月运输成本高昂,原位资源利用成为关键技术路径。目前相关研究仍处于基础验证阶段,此次空间站搭载实验将重点获取高真空、强辐照、极端温差等环境下的纤维性能数据,为后续工程化应用提供科学依据。
该成果已获得第二十五届中国国际工业博览会大奖,评审专家认为其原创性和实用性达到国际领先水平。团队青年骨干汪庆卫副教授表示,将继续围绕深空探测材料需求,开展月壤原位利用、极端环境纤维等方向的基础研究,为我国载人月球探测工程提供技术支撑。











